风洞无线智能传感器网络及无线测量技术研究

风洞试验现场,特别是大型连续式风洞试验现场的电磁环境非常恶劣,而风洞实验中的测量信号又是毫伏级的微弱信号,采用传统测量方式难以克服恶劣的电磁环境对测量系统的干扰.对于运动物体或无法布线的试验环境进行参数测量时,传统测量方式完全不起作用.针对上述问题,笔者对风洞无线智能传感器网络和无线测量技术进行了研究,采用ZIGBEE技术实现了风洞无线智能传感器网络和基于该网络的无线测量模块.极大地增强了测量系统的抗干扰能力,提高了风洞试验的精细化程度,降低了测量系统的经济成本.     

无线传感器网络中的局域世界演化模型

基于复杂网络理论从新的角度研究大规模的无线传感器网络(WSNs),在经典B-A无标度模型的基础上提出了一种无线传感器网络局域世界演化模型,将传感器网络中的四种内部演化行为扩展到模型的动力学过程中,使用连续场理论导出了节点的度分布特征,发现了该模型的度指数服从γ=3的幂律分布.该模型对于节点的随机故障以及失效具有较高的鲁棒性,为构造稳健的传感器网络拓扑结构提供了新的参考.     

基于无线传感网的纺织机械状态监测系统

提出了一种基于无线传感器网的纺织机械设备监测系统,该系统通过在部署纺织机械上的无线传感器采集数据并传输到基站节点,由基站节点统一对采集数据集中进行分析、处理与展示。详细介绍了系统的体系结构、介质访问控制协议以及系统实现的硬件配置。     

一种竞争窗口自适应的多媒体传感器网络MAC协议

由于多媒体传感器网络需要实时传输视频、声音和图像等信息,适用于传统无线传感器网络的MAC协议已经不能满足要求.本文针对多媒体传感器网络数据复杂的特性,设计了一种通过改变竞争窗口大小来适应各种流量类型的MAC协议,满足了不同流量类型的QoS需求.最后,针对不同数据类型在时延以及网络吞吐量两个方面做了仿真实验,并且和T-MAC协议在网络能量消耗方面进行了比较.结果表明,新提出的协议在此方面优于T-MAC协议.     

电控旋翼传感器系统余度设计及表决算法研究

电控旋翼通过电作动器驱动伺服襟翼偏转,通过气弹作用带动桨叶变距,从而实现旋翼操纵。为提高电控旋翼传感器系统的可靠性,文中以模型电控旋翼系统为对象,提出了一套非相似三余度传感器系统方案;进一步提出了一种改进的表决算法,该算法通过将基于LMS算法的预测值引入表决中,使三余度传感器系统在出现两路随机故障时仍能够有效判别正常信号,从而提高了系统的可靠性;通过仿真验证了该改进表决算法的可行性;最后通过对襟翼传感器的试验研究,证明了所提出的余度设计方案及表决算法的有效性。     

无线传感器网络中基于分簇广播认证协议方案

认证机制是无线传感器网络安全机制关键技术之一。本文给出了无线传感器网络的层簇式结构,分析了无线传感器网络的广播认证协议。在此基础上提出一种基于分簇的广播认证机制N-μTESLA方案,设计了广播和组播认证协议。仿真结果表明所提出的方案与μTESLA方案相比,可以减少节点的能量消耗,使网络的生存周期延长。     

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。     

基于能量均衡的助航灯光单灯监控WSNs路由协议

机场助航灯光无线传感器网络能量 有限,但部分灯光所处位置不规则,导致该区域设置的簇头节点因消耗较大过早死亡从而形 成传输过程中的区域空洞,破坏了整个无线传感器网络的能量均衡,影响网络工作寿命 。在分区路由协议的基础上提出能量均衡、簇头位置均匀分布的WSNs路由协议。该协 议由两部分组成,针对不规则区域（对应单排长排灯位置）采用链式传输协议,对其他区域 采用逻辑分区的分簇路由协议,在簇头选举算法中加入候选簇头节点分布区域限制和节点能量 约束。为验证协议的有效性,按照机场灯光进近区灯光位置分布进行了MATLAB仿真。仿真结 果表明,该协议具有良好的网络能量均衡能力,传感器网络可以获得较长的生命周期,适宜 机场助航灯光监控类应用场合。     

星型结构传感网络温室大棚环境监控系统

为了实现对温室大棚环境中温度、湿度、CO_2浓度、光照强度等参数智能检测和远程控制,将星型结构与传感器网络相结合设计了基于ZigBee的温室大棚环境监控系统。系统由终端传感器节点、网络协调器和PC机控制中心三部分组成,终端传感器节点采集温湿度和光照强度数据并通过无线发送数据和接收控制命令,控制大棚开帘、浇灌、升温等操作;网络协调器主要负责创建无线网络以及接收当前大棚内温湿度、光照强度和二氧化碳等数据并且通过串口发送数据给PC机;上位机控制中心接收数据并显示,发送控制命令给下位机以控制大棚。实验结果表明,采用星型结构的传感器网络能更准确地收集到多点的数据,实现对大棚环境的更精确的监测。     

基于STM32和Zigbee对齿轮箱无线监测系统开发

目前针对齿轮箱的传统监测系统多数都是采用有线数据传输的方式进行监测,而传统的有线监测距离短、成本高、灵活性差。针对这些问题设计了一种以32位Cortex-M3内核STM32F103C8T6和CC2530组成无线收发模块,通过构建Zigbee无线局域网络的形式,将传感器采集到的信息实时发送到上位机监测界面。实验结果表明,该无线监测系统工作稳定,能够实时掌握齿轮箱的运行状态,相较于传统有线监测在一定程度上扩大了监测距离,为齿轮箱的无线监测手段提出一种可行的方案。     

基于遗传算法的无线传感器网络拓扑控制改进研究

针对无线传感器网络中节点能耗较高及网络生存时间较短的问题,提出一种基于遗传算法的拓扑控制策略。利用遗传算法良好的寻优能力来确定节点最优发射功率,同时设计了精英保留操作,提高遗传算法的优化速度。根据优化结果调整节点发射功率,可以改善网络拓扑、提升网络中节点能量使用效率。通过分析,在传感器节点非均匀布设时,本算法能够使得节点能量消耗减少,更好地延长网络生存时间。     

基于距离和角度信息的无线传感器网络定位算法(英文)

提出一种基于距离和信号到达角信息的无线传感器网络节点自身定位算法.在所有节点的坐标轴方向都是未知的假定下,用信号到达角信息来计算信号到达角度差,然后将定位问题转化为一个凸集优化问题,节点间的几何关系也相应地转化成为线性或二次约束条件.当距离和角度测量值足够精确时,该算法是一个线性规划问题.考虑测量误差时,通过引入辅助变量,该算法可以转化为二次规划问题.通过仿真分析证明了该定位算法的有效性,并对距离和角度误差量对定位精度的影响进行了定量分析.仿真结果表明,在距离和角度误差为5%的时候,该定位算法可以满足定位精度要求.     

论无线传感器中的数据隐私保护

随着电子信息化水平的不断提高,无线传感器也得到了广泛应用,无线传感器中的数据隐私保护也越来越受到了人们的关注。首先阐述了无线传感器中的数据隐私,然后分析了无线传感器中数据隐私保护的内容,最后提出了相应的隐私保护技术。     

结构系统概率-模糊-非概率混合可靠性分析

为了有效地处理结构系统的混合可靠性问题,基于模糊随机可靠性模型及非概率集合可靠性模型,本文建立了结构概率模糊非概率混合可靠性模型.该模型认为结构的极限状态方程所涉及的变量中,既有模糊随机变量,又有区间变量.通过非概率集合可靠度的建立及模糊随机可靠度分析,定义了结构的混合可靠度.进一步借鉴随机结构系统可靠性分析中的增量载荷法,对结构系统概率模糊非概率混合可靠性进行了分析.最后,通过两个典型算例证明了所提出模型的有效性和实用性.     

基于MCA7707的智能传感器补偿系统(英文)

讨论了一种基于 MCA770 7的智能传感器补偿系统。该系统可以补偿传感器 (特别是硅压阻传感器 )温度误差的线性部分和高阶非线性部分。通过该芯片的补偿 ,可以使硅压阻式传感器的重复性误差小于 0 .2 %。该系统能够自动地记录和计算各项补偿系数 ,从而大大地简化了补偿的工作量。为了方便操作 ,系统还设计了向导式的工作界面。     

静电陀螺支承系统(主动式正弦波)

本文总结了多年来研究静电陀螺支承系统的实践经验,提出了静电支承系统承载能力、稳定性和可靠性的工程设计方法,探讨了电容位移传感器、静电加力随动系统的优化设计和提高支承系统可靠性等问题。     

无线流媒体系统的多模式自适应缓冲设计

针对无线传输流媒体带宽不足和信道具有时变特性的问题,文章提出了一种基于服务器端和客户端联合控制的多模式自适应缓冲方案,经过工程实践证明,该方案可提高无线视频QoS。该方案的基本思想是:系统分模式创建缓冲区;针对无线传输时延抖动大和丢包率高的特点,设计了改进的二维索引表进行RTP包快速排序;综合应用了关键帧丢失自动请求重发和阈值内错误掩盖策略。接收端自适应缓冲RTP数据包,统计网络信道参数,返回给本机和服务器动态调整相应缓冲区参数;服务器调整H.264编码器码率和发送速率完成拥塞控制。     

工业用三相电缺相检测网络节点设计

为了解决三相电缺相问题,设计了一种带组网功能的三相电缺相检测网络节点。该网络节点具有功耗低、体积小、成本低、无线组网、可定位等特点。通过增加无线组网和终端服务器可实现设备供电信息的采集、传送和管理的一体化监控系统,便于对设备用电进行统一管理,实现工业生产线设备故障的快速定位和高效检修,以此保证设备的正常运行以及检修人员的人身安全。     

无线传感网络中神经网络路由算法

针对大规模传感网络的特点,提出了一种新的神经网络的路由优化算法。该算法在满足时延约束条件下能快速选择出最小能耗的优化路由。同时文中给出能量函数各参数之间的关系,并证明了通过适当选取参数,可保证网络的可行解将是渐进稳定的。计算实例表明了该算法的可行性。最后通过不同规模的网络仿真,显示该算法可有效地用于大规模无线传感网络。     

一种全数字半物理飞行控制实时仿真系统

提出了一种基于PC机与局域网（LAN）的无人机飞行实时仿真系统。该系统采用全数字仿真与实时动画方面模拟飞机动力学、运动学特性、机栽传感器信号与电气特性和地面测控系统功能，具有实时性、可靠性高、操作灵活、直观、成本低的特点。实际使用结果表明系统性能良好，完全满足飞行控制系统半物理实时仿真试验要求。