动态博弈下温室无线传感器网络功率控制优化

蔬菜温室内植株和温室结构会影响无线传感器网络信号传输,同时节点间相互干扰也会造成网络性能下降。考虑温室无线传感器网络对高容量低能耗功率控制方案的需求,首先以黄瓜温室为例,通过实验对信号损耗特性进行测试,并建立了信号路径损耗模型。基于此,引入节点信噪比阈值和节点剩余能量均衡比为每个无线传感器节点定义效益函数,在动态博弈下研究了温室无线传感器网络功率控制方案,并得到节点效益函数的适宜匹配权重因子。仿真结果表明,该方案基于设施黄瓜温室无线信号传输特性提供了1种功率控制策略,节点通过动态感知剩余能量与路径损耗能够实施高效节能的功率控制方案,从而降低网络能量损耗,提高网络传输性能。     

基于WSN的建筑物结构健康监测系统

基于无线传感器网络设计了用于监测建筑物结构的健康检测系统,设计了地无线传感器网络节点.由传感器节点收集建筑物振动加速度值的数据变化,然后利用无线通信模块将处理后的数据发送出去.按照设计好的路由、数据融合算法将数据准确地传送给汇聚节点,进而由汇聚节点转发给基站,实现对建筑物结构健康的无线实时监测.无线传输避免了长距离布线所带来的成本高、施工困难的缺点.     

一种鸡舍环境监测的无线传感器网络节点的设计

为实现对鸡舍环境中温湿度、二氧化碳和氨气浓度的实时监测,设计了基于UTC4432的无线传感器网络的节点模块。该模块是以无线透传模块UTC4432为收发模块,传感器将采集的数据信息传送给主控芯片STM32进行处理,再经无线模块发送给主节点,实现数据的监测和发送。该节点模块具有体积小、功耗低、实时性强等特点,同时具有很好的适用性,发展前景广阔。     

混合无线传感器网络移动节点部署优化

为了提高随机部署条件下无线传感器网络对目标监测区域覆盖质量,将目标区域划分为彼此相邻但互不重合的子区域,根据各子区域的期望覆盖质量,并利用改进的粒子群算法优化各子区域节点的分布密度;然后在节点间建立虚拟力场,利用虚拟力调整移动节点的部署位置.仿真实验结果表明,该方法能有效优化移动节点的部署,改善目标区域内节点的分布情况,提高无线传感器网络的覆盖服务质量.     

基于改进布谷鸟搜索算法对水质监测无线传感器部署的优化

为解决传统传感器网络随机部署分布不均的问题,提出采用布谷鸟搜索算法(CS)进行节点部署优化。为改善CS算法的全局优化性能以提升传感器节点部署优化能力,受动量梯度下降法、均方根算法和Adam优化算法的启发,提出Momentum-CS、RMSprop-CS与Adam-CS三种改进算法,对CS算法中的步长控制量和淘汰概率进行优化调整。以网络覆盖率为优化目标,将3种算法用于长宽为100 m水域的水质监测无线传感器节点部署进行优化。仿真结果表明,Adam-CS算法能够在较少迭代次数获取更高的网络覆盖率,达到90.35%,对于指导水环境监测中无线传感器节点部署具有现实意义。     

基于粒子群优化算法的三维无线传感器网络覆盖增强方法

针对目前三维无线传感器网络覆盖增强中感知模型不能准确描绘节点的感知性能、覆盖增强算法收敛性不佳等问题,将节点的感知半径融合到现有三维有向感知模型中,提出一种更符合实际感知性能的三维锥体有向感知模型,并推导出节点在二维平面投影的边界条件;将覆盖增强过程分解为俯仰角优化和节点位置优化这2个阶段,并推导出最优俯仰角,从而得出单个节点的最大覆盖范围,进而提高无线传感器网络的覆盖率;将粒子群优化算法引入到三维无线传感器网络覆盖增强中,来优化所有节点的位置信息,进一步改善无线传感器网络的覆盖率。仿真试验结果表明,该方法可有效提升无线传感器网络的覆盖率。     

一种基于IEEE802.11DCF的VANET自适应退避算法

本文通过分析IEEE802.11DCF的二进制退避算法,提出了适用于VANET(车载自组网)的一种自适应退避算法。此方法通过统计发送节点处RTS、CTS和数据帧因冲突或者链路断开重发的次数来计算发送节点的拥塞系数,并依据发送节点拥塞情况的不同自适应性的改变节点退避时间的长短,从而在整体上很好的控制了整体网络拥塞。仿真结果表明,此算法一定程度上提高了信道利用率,增加了吞吐量,同时也缩短了节点抢占信道的时延,适合于大数据量的业务传输。     

火情检测监控系统中无线传感网络节点浅析

说明无线传感器网络节点的功能和特性,并对无线传感器网络节点的设计原则和设计内容进行阐述,为火情检测监控系统中无线传感器网络节点的研发提供参考。     

无线接入车载网络MAC协议参数研究

对无线接入车载环境网络MAC(介质接入控制)协议性能进行专题研究,分析了IEEE 802.11p/IEEE1609.4标准的特点,提出了以Ad Hoc车间通信为基础单元,借助蜂窝移动通信网络和路边无线接入点构建一个实时、高效的无线异构接入网络拓扑。阐述了网络节点数对吞吐量的影响。改进原有标准参数,可很好地改进最高优先级业务一帧内平均发送数据包数、平均发送时延、数据包成功发送率指标,达到车载通信的时延要求。     

基于ZigBee无线传感器网络的臭氧保鲜技术

基于 ZigBee 的无线传感器网络自动控制臭氧气体浓度的技术,实现食品的保鲜贮藏.该控制系统主要由传感器、无线传感器网络、臭氧发生器等环境调节设备、计算机组成.实验显示无线传感器网络能够实现自动控制臭氧保鲜,臭氧气体浓度值及环境的温度、湿度值等信息,经过无线传感器节点、无线协调节点,传递到计算机;计算机决策的控制信息传递回相应的无线传感器节点,控制环境调节设备.在循环休眠模式下,通过选取合适的休眠及工作时间,实现了具有输出控制作用的无线传感器节点的节能.     

北方草原风电场土壤风蚀无线监测系统的研究

为减小风力发电对北方草原脆弱生态环境的影响,设计了一套基于ZigBee无线传感器网络和GPRS无线通讯技术的异地数据采集传输系统.该系统由ZigBee无线传感网络、传感器组、GPRS终端、上位机监测中心组成;设计的软件可进行草原风电场的空气温湿度、风速、土壤温度水分和风蚀量6个参数异地实时监测和可视化的显示.测试结果表明:在传感器节点和协调器距离在600 m以内,该混合组网的无线监测系统运行稳定,达到设计要求.     

基于无线多媒体传感器网络的森林病虫害监测系统

卫星遥感理论及技术是近30年来应用在森林病虫害监测领域的主要手段,产生了大量的理论思想和技术方法。在分析森林病虫害监测的判定、评价指标的基础上,提出一种新颖的、基于无线多媒体传感器网络的森林病虫害监测预警系统的解决方案,并重点讨论无线多媒体传感器网络的硬件构成、路由算法的设计、图像数据包的可靠传输机制、传输拥塞控制策略、图像分类与比对、节点部署等关键问题,最后给出已经完成及正在开展的工作内容。     

基于无线传感器网络的农田土壤水分监测系统(英文)

[目的]研究将无线传感器网络应用于农田土壤水分监测,探讨解决实际监测中采样率低、成本高、及实时性差等问题的方法。[方法]通过对无线传感器网络体系结构、网络节点硬件设计以及软件操作系统结构的原理和相应参数分析,说明基于无线传感器的农田土壤水分监测系统的特点,及利用该系统的优点。[结果]传感器节点可正确采集并传输土壤含水率,实现稳定的土壤水分数据传输,说明无线传感器网络适合农田土壤水分的实时监测。[结论]该研究表明无线传感器网络在农业发展中具有广阔的应用前景。     

基于无线传感器网络的农田土壤水分监测系统

[目的]研究将无线传感器网络应用于农田土壤水分监测,探讨解决实际监测中采样率低、成本高、及实时性差等问题的方法。[方法]通过对无线传感器网络体系结构、网络节点硬件设计以及软件操作系统结构的原理和相应参数分析,说明基于无线传感器的农田土壤水分监测系统的特点,及利用该系统的优点。[结果]传感器节点可正确采集并传输土壤含水率,实现稳定的土壤水分数据传输,说明无线传感器网络适合农田土壤水分的实时监测。[结论]该研究表明无线传感器网络在农业发展中具有广阔的应用前景。     

无线传感网在森林微气象监测中的应用研究

研究并实施了面向森林微气象监测的无线传感器网络系统,系统部署在北京林业大学鹫峰国家森林公园,共 计42 个无线传感网硬件节点,网络覆盖面积5 990 m2 ,已采集数据近20 万条。针对林区环境树木遮挡严重而导致 硬件节点通信质量较差、数据包丢失严重等问题,硬件节点的工程部署方式采用之冶字形方案,并提出了用于数据 传输的可靠路由协议、网络拥塞控制机制。系统可以进行标量数据、图片数据的采集,经过数据融合处理最终汇聚 到基站,通过Web 客户端可以远程查验数据以及进行网络远程配置。此系统已持续一年的运行,验证了系统的可 靠性,为森林微气象研究工作提供了精细的数据支撑。      

面向农业环境的无线传感器网络部署算法研究

设计了基于改进微粒群和初始能量分配的综合优化算法。通过合理的无线传感器网络节点部署,在保证网络通讯质量的同时,根据不同节点的实际功耗,均衡每个节点的能量,有效延长整个网络的生命周期,促进无线传感器网络技术在农业环境监测中更广泛的应用。     

基于ZigBee的农作物冠层温度采集节点的设计

农田水势软测量网络由多个农作物生长微环境信息测量节点组成。针对农田信息采集对低功耗及成本的要求,基于ZigBee无线传感器网络技术,以低功耗单片机Atmega8L和无线射频芯片CC2530为核心,选用红外测温传感器,设计一种用于采集农作物冠层温度的无线传感器网络节点,能够对环境因子冠层温度进行实时、准确检测。结果证明,该节点工作状况良好,能够有效进行数据采集和无线传输,从而达到设计要求。     

基于时间序列和神经网络的温室传感器节点故障诊断

温室无线传感器网络中故障节点会产生并传输错误数据,不仅消耗节点的能量和带宽,而且导致错误决策。针对此问题研究一种准确判断节点故障状态的方法。采用时序分析和遗传BP神经网络,建立基于时间序列和神经网络的传感器节点故障诊断系统,通过对传感器样本数据进行时序分析,提取模型参数作为特征向量,并以此对遗传BP神经网络进行网络训练,实现传感器节点故障的诊断。试验结果表明：该方法能够有效地识别传感器节点故障类型,15组测试样本的输出矢量与同类故障基准矢量的欧式距离和为0.007,识别正确率为100%。     

粮库检测系统的网络设计

针对大型粮库粮食存储环境监测点分散的现状，设计一种树状拓扑结构的无线传感器网络中央监测系统。该系统以ZigBee无线传输技术为核心，结合温湿度传感器模块，构成无线传感器网络检测子节点。系统能够对现场环境实时检测，同时通过路由节点将检测到的数据上传给上位机，其中路由节点采用无线传输方式与终端节点进行通讯，使得现场检测到的数据能够实时传送给中央监控计算机，最终实现粮库内部的多点检测及和实时监控。