基于改进蚁群算法的智慧农业无线传感器网络路由优化研究

为了提高智慧农业无线传感器网络路由的生存时间,节点能量消耗相对均衡,采用改进蚁群算法。首先建立无线传感器网络模型和约束条件;接着通过消耗能量预测节点传输能力,剩余能量、过载区域以及覆盖冗余度构成适应度函数;然后改进蚁群算法,包括基于最佳路径的目标函数值信息素分配策略,二点交叉算子对信息素分配策略对应的任意2个网络节点序列进行优化;最后给出无线传感器网络路由优化流程。试验仿真显示本研究算法使无线传感器网络路由的节点间剩余能量差异性最小,网络生存时间较长,不同节点数接收数据包平均剩余能量较多。     

基于WSN的温室环境信息远程监测系统

针对当前温室环境监测中存在的信号遮挡物多、监测范围大、管理不便等问题,设计一种基于无线传感器网络的温室环境信息远程监测系统。无线传感器网络采用433MHz射频进行信息传输,无线传感器节点和汇聚节点分别采用MSP430F149和LPC2478作为微控制器,实现温室环境信息的实时采集、信息汇聚和数据融合。系统采用星型网络拓扑结构,通过定时休眠、传感器掉电控制等方法来减少能量消耗,并通过基于CSMA/CA算法的无线传输协议,避免了节点间信息传输冲突,保证了传输成功率。无线传感器节点通信性能测试结果表明:使用10dBm射频功率时,距地表1.5m节点的有效通信距离为192m;在无太阳能充电且节点工作周期为30min18s的情况下,无线传感器节点生命周期理论值为98d。温室环境信息远程监测应用结果表明,该系统具有低功耗、高稳定性等优点,节点平均丢包率仅为1.1%。     

基于无线传感器能量消耗的智慧农业异构网络优化

针对智慧农业中无线传感器异构网络的特点,采用能量消耗方法优化,首先给出无线传感器网络结构模型、能量模型;然后随机窗口决策避免大量用户同时选择同一时延间隔发送切换请求;最后通过基于能量消耗网络簇首最优数目进行用户负载动态均衡化和平均剩余能量估计,剩余能量大的节点有较短的选举周期,剩余能量小的节点有较长的选举周期,这样能够充分平衡网络中能量的消耗。试验仿真结果显示,无线传感器能量消耗来进行簇首轮换,使网络能量均匀消耗,延长网络的生存时间,提升节点的适应性。     

能量高效的事件驱动型大规模农业监测WSNs协作式传输策略

针对农作物分布广泛、农业环境恶劣的特点,利用协作式多输入多输出技术具有的低能耗、高可靠特性,结合事件驱动型农业监测的无线传感器网络,提出了能量高效的基于空时分组码的多跳协作式多输入多输出传输策略。该策略建立了包括节点剩余能量、最优跳距等因素的综合多跳路由;此外,还建立了精确的能耗模型,确定了满足网络最小能耗时的协作节点个数和最优跳距。仿真结果表明,通过能耗模型求出的最优跳距和协作节点个数减少了能量消耗;同现有的无线传感器网络中具有能量效率和事件聚类的自适应路由协议相比,提出的传输策略能显著地提高能量有效性和延长网络寿命。     

基于一种蚁群优化算法的农业WSN路由节能研究

事件驱动型的无线传感器网络在农业生产中进行信息采集时,针对节点能量均衡和局部网络控制,提出了基于簇的多路径蚁群路由算法(CBACO).算法根据局部网络节点分布情况以及自身能量情况,利用信息素能量更新模型,动态选择最优路径,降低节点间通信消耗.利用Matlab仿真表明该算法能有效减少节点能耗,延长网络生命期.     

番茄连栋温室内无线信号传输特性

为研究番茄连栋温室中无线传感器网络节点短程无线信号传播性能,进行连栋温室内番茄2个生长阶段对2.4 GHz无线信号在不同高度和方向上信号衰减和丢包情况的影响研究,建立2.4 GHz无线信号在连栋温室的衰减模型,相关系数在0.891~0.953之间,可用于预测2.4 GHz无线信号在番茄连栋温室内的信号强度。结果表明,在同一方向下,无线节点布置在冠层高度以上信号衰减最慢,信号传输距离最远;在同一个高度,番茄种植行方向无线信号衰减最慢。     

基于路灯单灯状态监控的无线链状网络路由算法的研究

基于路灯单灯状态监控的无线传感器网络应用,针对链状网络节点负载不均衡和网络节点能量有限的问题进行分析和研究,提出一种适合该应用的新型路由算法,这种新型路由算法根据网络节点可通过功率控制来调整通信距离的前提下,合适的数据传输路径被每个传感器节点选择,使整个网络达到能耗节省,负载均衡的目的。通过仿真验证这种新型路由算法有效地平衡了网络负载,使网络能量节省,网络生命周期提高。     

温室下无线传感器网络簇首选择算法

无线传感器网络被广泛地应用于温室环境下采集环境数据信息。温室环境不是复杂和大型的环境,但是由于无线传感器网络本身的特点以及节点的能量消耗等原因都会导致网络寿命缩减。在低功耗自适应集簇分层型(low energe adaptive clustering hierarchy,简称LEACH)协议的基础上,考虑了温室无线传感器网络成簇过程中的节点能量和竞争半径等因素,优化阈值对结果的影响,以延长其寿命。分簇完成后,再将簇头的数据沿通过蚁群算法所得到的最优路径进行数据传输,最后传给汇聚节点。通过Matlab仿真结果可知,节点死亡的速度比LEACH协议慢,数据传输量大,改善了无线传感器网络的生命周期。     

基于无线传感器网络的温室生态智能监控系统研究

提出了一种基于无线传感器网络的温室生态智能监控系统,基于无线传感器网络的技术优势,利用集成了SHT11温湿度传感器和CMD4161气体传感器的传感器节点实时动态采集温室生态环境参数,利用基于zigbee协议的CC2430芯片实现传感器网络的建立和数据传输.相比有线监控系统,该系统有效地提高了温室环境监测的便捷性和可靠性.     

智能远程温室监控系统设计

设计了一种基于无线传感器网络的智能温室监控系统,该系统硬件由CC2530作为控制模块,实现数据无线传输,并带有现场显示和上位机远程监控功能。网络扩展方便,具有节点自组网功能,系统运行中能够动态监测网络信息,实现智能控制,达到绿色节能。基于Zig Bee协议设计用户应用程序,采用VB语言编写监控系统的上位机界面,使用户快捷方便地监测被控对象并调整控制参数。应用于温室控制,能够极大地提高自动化和信息化水平,改善温室监控系统的可靠性以及实时性。