用于无线传感网的低功耗集成电路技术

在传统集成电路(IC)的低功耗设计方法基础上,提出3种低功耗技术,并实现无线传感网传感器节点,作为实例验证。在系统级,提出联合编译技术的优化策略以及为无线传感网提供特殊低功耗模式的硬件架构。在电路级,基于集成电路算子设计方法学,考虑到在算法映射阶段时钟布局,提出时钟算子。以上技术均通过一个无线传感网传感器节点的低功耗设计实例来验证。测试结果显示,使用新提出的3种方法,在深度睡眠模式下,传感器节点芯片功耗为167μW,板级功耗可以达到1.035 mW。     

基于无线传感网压缩机远程监测与故障诊断系统

设计了一个基于无线传感网技术的压缩机远程监测和故障诊断系统,介绍了系统的基本功能,描述了系统开发平台的硬件、软件的组成和远程数据通信的实现。应用实例表明,该系统具有低成本、高可靠性和适应复杂环境等优点。     

基于功率控制的带状无线传感网连通性

无线传感器网络节点能量有限,网络生存周期受限,这使得功率控制成为研究的热点.在带状拓扑情况下,离汇聚节点近的节点数据转发量大,能量消耗也快,成为网络的瓶颈.该文主要研究一种改进的功率控制算法,在增加瓶颈节点的生存时间的同时,保证上行数据传输的连通性和扩展下行数据传输功能,优化整个网络的性能.     

基于信息熵的无线传感网入侵检测遗传算法

无线传感网作为正在兴起的物联网的基础设施,在快速发展的同时却面临着多种信息安全风险。提出了一种基于信息熵的无线传感网入侵检测遗传算法,将信息熵和遗传算法应用于检测过程所用比对库的训练,采用异常检测和特征检测结合方法进行入侵检测。仿真实验结果表明,该算法能快速地生成比对库,在入侵检测过程中的收敛性和精确度都有明显改善,其对入侵的检测率高于99．5％,误检率低于0．5％。     

无线传感网路径选择机制研究

作者在基于能量消耗分析和蚁群算法的基础理论指导下,针对无线传感网路径选择优化问题,进行了深入的理论、方法与模型的研究工作.主要步骤为:首先根据节点剩余能量确定成员节点当选为簇首节点的概率;其次根据成员节点距离簇首节点最近的原则进行分簇;最后确定簇内汇聚节点aggregator进行数据融合处理,确定信息发送节点,通过多跳路由方式给Sink传输数据,然后借助蚁群算法进行路径优化分析研究,通过仿真实验表明,该方法较常规方法有了很大的改进和效果.     

无线传感网中多重绕射的UTD-PO方法研究

针对无线传感网中超宽带信号的多重绕射传播特性,提出一种利用时域一致性绕射理论(UTD)和物理光学(PO)的方法。该方法利用一组简单的递推关系来代替一致性绕射理论中复杂的斜率绕射项,从而提供了一种简化的基于时域一致性绕射理论的多重绕射分析方法。利用上述方法推导了著名的Bertoni模型的时域冲激响应,利用卷积运算可以简便地预测无线传感网中超宽带信号的多重绕射传播特性。数值结果表明,这种基于时域UTD-PO的分析方法不仅能够用来准确地分析多重绕射模型而且还能够明显提高运算效率。     

基于移动传感网的煤矿安全生产监控系统

本文在分析现有煤矿安全生产监控系统优缺点的基础上,提出了一种将无线传感器放置在移动矿工身上进行煤矿生产监控的系统,分析了系统软硬件的架构。     

无线传感网的生存时间最大化算法

介绍了生存时间最大化问题的背景、度量方法和研究热点,着重探讨了生存时间最大化算法的模型假设、约束条件和典型优化模型,介绍了优化模型的分解和求解方法,最后分析了算法面临的挑战。总之,无线传感网的生存时间最大化算法是当前研究的热点,存在较多需要解决的问题,其研究具有一定的理论意义和应用价值。     

无线传感网中基于压缩感知的高效数据传输方案

传统的无线传感网技术中,数据源节点将采集到的原始数据序列直接传送给中间转发节点进行处理,因此当需采集的数据序列很长或者数据源节点的数目很多时中间转发节点需处理的数据量非常大。为此,基于近年来发展迅速的压缩感知理论,本文将压缩感知技术应用于无线传感网,提出一种新型高效的数据采集传输方案。采用系统所需存储转发寄存器的容量、节点耗能、时延来衡量无线传感网的网络性能。仿真结果表明,压缩感知理论可在近乎完美地重建信号的前提下有效地减少处理的数据量进而降低对硬件的要求并改善无线传感网网络性能。     

基于网格的无线传感网传输延迟预测方法研究

针对无线传感器网络传输信道受到介质的多途效应影响而易出现传输时延的问题,提出一种基于网格的无线传感网传输延迟预测方法。构建无线传感网络的信道传输模型,进行无线传感器网络传输信号分析,结合传感器节点的优化部署方法进行节点网格路由设计,根据无线传感器网络信号传输的多径特征进行网格区域部署,实现无线传感网络的信道均衡控制,结合相关性检测方法进行无线传感网传输延迟参量估计,采用最大似然估计方法实现对无线传感网传输延迟的准确估计和预测。仿真结果表明,采用该方法进行无线传感网传输延迟预测的准确性较高,降低了传输延迟失真和误码。     

基于方差齐性检验的无线传感网火灾监测

为了提高火灾监测的精确度和预警的及时性,提出基于无线传感网采集数据的方差齐性检验算法。假设无线传感网中各个簇内数据服从正态分布,根据χ2分布检验算法将各个簇的方差进行假设检验,若各个簇的方差相等,则被监测环境正常;若不完全相等,则表明出现了火灾异常数据,通过F分布的方差检验法将相邻簇的方差排序,依次与最小方差进行比较,找到异常簇,从而实现火灾发生区域的定位,提取出异常簇的温度最大值并报警。仿真实验表明,该算法能够及时反映被监测环境的温度变化,同时能精确定位并根据火灾发生的不同时期给予不同的预警或报警。     

无线传感网中一种基于多信道节能机制

无线传感网是当前物联网技术研究的热点,无线传感网中如何对能耗进行控制以延长网络的生存时间又成为其中最受关注的问题.为了实现能耗的有效控制,通过对能耗模型的研究和建立,研究提出了一种基于多信道无线传感网的节能机制.它基于非坚持CSMA协议,是通过对非坚持CSMA协议中退避过程的控制和对物理层调制阶数的控制来达到控制能耗目的.同时结合多信道无线传感网中可使用多个信道的特点,建立的节能机制加入可用信道数量来共同分析和处理.最后仿真试验验证了文中提出的机制具有提升能耗效率的效果.     

无线传感网中分簇分层k-medoids协议研究

研究了大规模高密度节点部署的无线传感器网络(Wireless Sensor Networks),提出了一种具有可扩展性的分层分簇k-medoids协议.在簇的建立阶段采用改进的k-medoids聚类算法分簇,并将多级分层技术和k-medoids分簇算法融合形成多个层次的分层分簇网,在层0完成全部分簇之后,启动第1层的分簇,并以此类推直到用户指定的层数.仿真实验表明,多层k-medoids分簇算法缩减了网络节点与sink节点之间的通信量,降低了能耗,最终延长了网络生存期.     

基于无线传感器网络拓扑结构的物联网模型研究

随着计算机、通信、自动化控制和人工智能等领域的发展,无线传感网络成为了新兴的网络监控技术,尤其是在物联网目标定位和环境监测上得到了广泛的关注。然而,我国现阶段无线传感器由于受环境和设备质量等因素的影响,传感所采集的数据易产生误差。对隧道和地下矿物勘测工程中常用的面向目标定位与环境监测的基于无线传感器拓扑结构的物联网监测模型进行了详细的分析,仿真实验表明本文提出的定位算法适用于大规模物联网的定位估计,对地下工作人员进行精确定位、下一时刻的位置预测以及地下工程事故后的抢险救灾工作提供了极大便利     

一种应急环境下无线传感网节点接入与定向扩散方法

针对应急环境中的灾难发生特点和救援工作要求,提出了一种无线传感网移动节点接入和定向扩散路由方法.首先设计了一种基于竞争型MAC协议的移动节点接入和链路维护机制,对定向扩散协议的兴趣扩散算法和兴趣封装进行了改进;然后,基于这种兴趣有效传播路径判定规则,建立和维护动态链路.仿真实验结果表明,移动节点的接入方法高效可靠,所用的接入机制在节点能量消耗、信号传输延时和网络吞吐量等方面都具有明显优势.采用兴趣有效传播路径判定规则的定向扩散路由算法只在局部网络内进行兴趣的准确扩散,转发的兴趣报文数量较少,且随着传感器节点总数的增多,兴趣报文数量的变化较小.     

无线传感网层次型拓扑控制算法研究

拓扑控制是无线传感网络的关键技术之一.良好的拓扑结构能够提高路由协议和MAC协议的效率,为数据融合,时间同步和目标定位提供基础,有利于延长网络的生存时间.针对大规模部署的传感网络,提出了层次型拓扑控制机制.本文对其中的典型算法进行分析比较,指出进一步研究方向.     

无线传感网能量管理技术专利态势分析

针对世界范围内无线传感网能量管理技术,选用德温特世界专利创新索引(Derwent Innovations
Index,DII) 为数据源,分析了该技术领域的专利产出活动态势。采用的分析方法主要有：技术生命周期、词
频分析、共引关联、共词强度、技术功效(应用)矩阵等。根据数据分析结果,探讨了该技术领域的未来发展
趋势。以期为相关技术领域内的研发布局分析、发展政策分析与制定提供参考。     

基于遗传算法的无线传感网PEGASIS算法的改进

由于无线传感器网络节点能量的限制,所以采用的路由协议必须节约能量,以提高网络的生存时间.基于PEGASIS算法,对其链的形成采用遗传算法改进,减少了传输距离.鉴于发送数据时消耗的能量与传输距离的平方成正比,因此尽量形成1条距离的平方和最短的链,并根据能量进行簇头选择,平衡各节点的能耗.结果表明,第1个死亡节点的存活时间为原PEGASIS算法的1.5倍以上,半数节点的存活时间得到改善,而且能耗更加均衡,提高了整个网络的生存时间等性能指标.     

无线传感网中能量高效自适应Chameleon分簇协议研究

深入研究了LEACH、LEACH-C和SEP协议,提出能量高效自适应Chameleon分簇协议,将网络中的传感器节点稀疏化为k-最近邻图,然后使用多层图划分算法来划分k-最近邻图,最后根据簇间互联性和紧密性合并簇对.Chameleon算法使所有的节点形成簇尺寸分布均匀的分簇,减小了节点与Sink节点之间的平均通信距离,将网络负载均衡到传感器节点上.Matlab仿真实验表明,Chameleon算法缩减了节点与Sink节点之间的通信量,降低了能耗,延长了网络生存期.     

基于ZigBee无线传感网的自寻径机器人系统研究

针对自寻径机器人在各个领域中的广泛应用,对基于无线传感网的机器人自寻径系统作进一步研究具有重要的现实意义.本文设计了一种基于ZigBee无线传感网的自寻径机器人系统,系统采用FFD完整功能节点组成无线传感网,并在此硬件基础上采用改进的RSSI算法对机器人进行定位,同时采用蚁群算法对机器人的坐标参数进行处理,形成在无线传感网中传输的路由信号包,实现全范围内的路由搜寻,以此对机器人行动路径进行指引,从而实现机器人的自寻径.