无线传感器网络节点调度算法及研究进展

随着无线网络技术的发展,无线传感器网络近年来引起了广泛的关注。该网络由大量具有有限感知能力和传输能力的节点组成。受节点自身能量的制约,如何能源有效的利用节点使得尽可能的延长网络工作时间成为了无线传感器网络设计的重中之重。针对无线传感器网络设计能源有效的节点调度算法可以完成这一目标。本文从技术角度给出了研究节点调度算法的意义,对现有的节点调度算法进行了分类、分析和比较。最后给出未来需要解决的若干个问题,相信会推动该领域的工作人员展开进一步的探索和研究。     

一种基于多代理的传感器网络IPv6地址配置协议

为了更好的发挥无线传感器网络的效能,方便与 Internet的互联,需要实现无线传感器网络IP地址的自动配置.因为IPv6可以提供大量网络地址,更符合无线传感器网络要求地址数量较多的这个特点,所以本文针对无线传感器网络提出了一种基于多代理的IPv6地址自动配置协议SNMAAP,通过在网络中使用地址代理,不仅可以使节点在很短的时间内获得可用地址,而且也降低了地址出现冲突的概率和网络开销.在OPNET仿真平台上对SNMAAP协议以及两种地址配置协议IPv6 Stateless Autoconfiguration协议和MANETconf协议进行了仿真,实验结果表明在相同条件下SNMAAP协议不仅保证了地址的唯一分配,协议的开销、延迟和重复检测开销也均较小.     

基于ZigBee的无线传感器网络

提出一种基于Z igBee技术的无线传感器网络,该网络采用星型网络拓扑结构。为了降低每个传感器节点的功耗,同时延长传感器节点的寿命,采用STOP模式。在此模式下,传感器节点在低功率监测信道和定时周期性唤醒机制下工作,同时循环冗余校验CRC机制和加密算法的加入,更好地增加了系统的可靠性及安全性。     

无线传感器网络的容错拓扑控制技术

为了延长无线传感器网络的生命周期,进行了无线传感器网络中拓扑控制策略的探索性研究,提出了容错拓扑控制算法(Fault Tolerant Topology Control Algorithm,FTTC).在OPNET仿真平台上将FITC协议与无线传感器网络中传统的两种节能路由协议基于信息协商的传感器协议(Sensor Protocols for Information via Negotiation,SPIN)和直接扩散协议(Directed Diffusion,DD)在同等条件下针对节点能量使用进行对比,结果表明FFIE算法使得节点能根据自身剩余能量状况对节点运行模式进行控制,达到节能目的;最后与传统的平面按需路由协议动态源路由协议(Dynamic Source Routing Protocol,DSR)和临时按序路由算法(Temporary Ordered Routing Algorithm,TORA)在网络生命周期方面进行了比较,仿真结果表明,FTTC协议比DSR和TORA在单位时间内耗尽全部能量的节点数要少,因此网络生命周期更长.     

集中式选取簇头的WSN拓扑控制算法研究

针对无线传感器网络的拓扑控制技术进行研究,在原LEACH算法的基础上做出部分改进,利用Sink节点集中选取簇头,避免了能量消耗,延长了网络的生命期。     

大规模箭载无线传感网络技术研究

无线传感网络技术是未来火箭测量系统发展的关键技术之一,大规模的箭载无线传感网络技术是箭载测量系统的发展趋势。简单介绍了现有箭载无线传感器网络的应用以及目前国内对于箭载无线传感网络的研究现状,归纳了其技术特点,在此基础上提出了对新一代大规模箭载无线传感器网络设计的思路与相关技术,为进一步实现箭载测量系统的“无缆化”提供参考。     

基于FPGA的多节点无线振动传感器网络的研究

为了实现在军工业、农业、医疗和交通中的远程监控功能,本文设计了基于FPGA的多节点无线振动传感器网络。本系统是在FPGA基础上对SOPC进行软硬件设计,通过FPGA对多个Zig Bee网络节点进行数据采集与控制,能够使振动传感器的数据传输到上位机。经试验验证,本系统的测量精度高、灵敏度线性度好,具有广阔的应用前景。     

基于无线传感器网络的低功耗目标探测系统设计与实现

基于无线传感器网络的目标探测系统利用磁场、振动、声音等环境参数的变化实现对移动目标的探测。针对无线传感器网络的能量受限问题,从传感器节点硬件选型、节点休眠设计、网络拓扑结构设计和数据传输协议设计等方面出发,进行系统低功耗设计优化。实验结果表明,该探测系统在传感器节点采用容量4 A·h锂电池,采样率10 Hz情况下,平均工作电流仅为3.78 mA,连续工作时长可达33天。     

脉冲耦合振荡器实现传感器网络时间同步

研究利用全局脉冲耦合振荡器实现分布式无线传感器网络的时间同步.建立了无延时、无脉冲积累的脉冲耦合振荡器网络的相位模型,对其动力学方程定点的稳定性作了分析.提出了噪声背景下的耦合脉冲检测方法和脉冲振荡器之间相位差的估计算法,用于从采样数据中快速提取网络中脉冲振荡器的相位信息,仿真验证了该方法可实现网络中所有振荡器同步发射.采用脉冲耦合振荡器模型,对雷达导引头组成的传感器网络可能实现的协同探测进行了分析.     

应用无线传感器网络的月表环境长期无人监测系统构想

针对月表昼夜温差大、月壤结构松散、空间辐射强的特点,提出一种应用无线传感器网络的月表环境监测系统构想,实现对月表环境的长期无人监测。该系统分别由月表无线传感器网络、月球中继卫星、地球中继卫星和地球地面站组成。通过月表无线传感器网络节点上的太阳能电池设计,实现节点的可持续工作。通过节点外形设计和采用电帘除尘技术,可防止节点被月尘掩埋。节点采用热控包覆和主动热控措施,能适应月球高低温环境。为提高无线传感器网络的生命周期,提出一种基于能量均衡的路由技术。针对月表环境监测系统,设计了月表-月球中继-地球中继-地球地面站的通信协议栈,地月中继通信技术能保证月表环境参数实时传回地面。与微波探测、月球车探测等传统月表环境探测技术相比,文章提出的系统具有能抵近探测、探测对象多、探测范围广、探测时间长、系统可靠性高和成本低的优势。     

采用无线传感器网络技术的新型无线报警网络

本文提出一种采用无线传感器网络技术的新型无线报警网络，通过设计报警网络的节点，制定数据路由算法，完成防灾报警功能。同有线报警相比，无线报警具有安装方便，无需大量布线，不损坏室内装潢，安全、价廉，网络冗余度高和误报率低的特点。     

无线传感器网络中DMST拓扑控制算法

为了延长无线传感器网络的生命周期,进行了无线传感器网络中拓扑控制策略的探索性研究,提出了一种基于最小生成树的分布式拓扑控制算法(MST-based distributed topology control algorithm,DMST),该算法能够保持拓扑控制前后网络中任意两点之间最大限度K容错连通特性.在OPNET仿真平台上对该算法进行仿真,最后与无线传感器网络传统的两种节能路由协议基于信息协商的传感器协议(Sensor Protocols for Information via Negotiation,SPIN)和直接扩散协议(Directed Diffusion,DD)在同等条件下针对节点能量使用进行对比,结果表明,DMST算法使得节点能根据自身剩余能量状况对节点运行模式进行控制,达到节能目的.DMST除了能通过改变K值来调整网络的容错能力之外,还能根据节点最大移动速度和Hello包间隔进行拓扑调整,有助于保持移动网络的拓扑稳定性.     

基于ARM与ZigBee的嵌入式无线传感器网络网关的设计

针对ZigBee无线传感器网络与传统Internet网络之间进行数据交换的需求,设计实现了一种嵌入式网关,采用S3C2440A ARM芯片与CC2431 ZigBee芯片作为核心,扩展多个功能模块构成硬件平台,软件方面移植Linux作为嵌入式操作系统,Lighttpd作为嵌入式Web服务器,Sqlite作为嵌入式数据库,通过CGI技术实现用户与嵌入式Web服务器之间的数据交互,网关节点中的S3C2440A芯片与Sink节点的CC2431芯片之间采用串口进行通信,具有无线传感器网络的数据管理、存储及远程查询的功能,从而实现了传统Internet协议网络与ZigBee协议无线网络之间的数据交换。     

无线传感器网络空中目标跟踪任务分配技术的研究

以无线传感器网络对空中飞行目标跟踪为背景，针对无线传感器网络协同技术中的任务分配问题，以降低传感器节点之间的通信能量消耗为目的，提出了一种基于弹性神经网络的任务分配算法。首先对多动态联盟多目标跟踪问题进行建模，然后依据最小能量准则，采用一种非全连接的环形结构的弹性神经网络模型，解决了多目标跟踪时的任务优化分配问题以及多个动态联盟对传感器资源竞争冲突时系统能耗增加的问题。仿真结果表明，该算法与传统的方法相比，大大降低了跟踪系统的能量消耗。     

一种基于ZigBee的智能家居无线传感器网络的设计

论文经过对目前市场上众多无线通信技术的简要比较.根据智能家居控制系统对控制信息和数据信息传输环境的需求,设计了一种基于ZigBee的智能家居系统的低功耗无线传感器网络.该系统无线网络模块采用的无线收发器是CC2430,采用ZigBee星形拓扑结构组网,具有一定的实用价值.     

一种压电振动能量收集无线测温系统的研究

随着物联网技术的快速发展,各类传感器终端得到广泛的应用。物联网应用场景对传感器网络的使用寿命要求较长,同时大多数应场景节点往往分布广泛,且某些情况下传感器一经安放难以再触及,更换电池费时费力,在很多场合下也无法完成,此外无线传感器节点的很多实际应用场合无法使用电池或者限制电池的体积不能过大。因此,从周围环境中采集能量的能源装置无疑是一个很有前景的电池替代方案。本文提出了一种悬臂梁式压电振动能量收集电路装置,用于给无源无线温度传感器模块提供电源,经实验验证该系统供电有效。随着物联网技术的迅速发展,对无源测温传感器需求越来越大,压电能量收集技术作为有效解决传感器网络终端的能量供给途径之一,应用前景广阔。     

箭载无线传感器网络动态业务分配方法研究

无线传感器网络技术是新一代火箭测量系统中的关键技术之一,为实现箭上无线传感器节点业务动态变化场景下的信道资源无冲突分配,提出了一种基于优先级的动态业务分配方法——基于优先级的动态占空比节能位图辅助MAC协议(PD-EBMA)。主要思想是利用位图辅助适应业务量的动态变化、搭载预约的方式减少控制信息开销、背包算法提高信道利用率和降低时延,以及在流量较小时延不敏感的场景中使用动态占空比的思想降低能量开销。仿真结果表明:相比传统固定时隙的分配方式,PD-EBMA可以大幅提升网络灵活性,同时能耗和时延特性也得到显著改善。     

基于物联网技术的航天测控站监控系统优化方案

针对航天测控站监控系统建成后扩展难、维护难的问题,提出一种基于物联网的监控系统优化方案。首先介绍典型无线传感器网络,然后根据航天测控站现有监控系统不足,分析航天测控站应用无线传感器网络的需求和关键技术。最后给出优化方案的总体设计、硬件设计和软件设计,并对相关流程进行描述。部署和测试结果表明,该系统可以正确、实时地采集相关信息,具有易安装、低成本的优点。     

无线传感器网络中故障节点检测与修复方法综述

无线传感器网络WSNs（Wireless Sensor Networks）的网络故障节点问题已引起人们的极大关注。针对这个问题，将修复方法分为可连通情境下修复和非连通情境下修复，并将二者进行对比分析，对不同类型的故障节点检测算法进行了归纳，最后对无线传感器网络中故障节点检测与修复的发展进行展望。     

传感器与检测技术教学改革研究

本文主要对传感器与检测技术这门课教学内容的编排上做了改进,使教学内容模式化,这样有利学生对传感器定义的理解。实验内容分理论,实践,以及综合应用三部分,使学生对传感器与检测技术有了实际应用的机会;同时建立了网络学习平台,使学生获取知识的渠道增多了,开展讨论课、学生讲课、问卷调查、学生心得、请公司实战人员讲课,大大提高学习效果。