温室无线传感器网络监控系统的事件驱动调度器

针对基于无线传感器网络构建的温室环境监控系统的整体性能受时变传输延时、丢包、网络拥塞、延时抖动等不利网络属性的影响,提出一种采用事件驱动机制的反馈调度策略。该反馈调度策略以截止期错失率作为网络服务质量性能评价指标,针对传感器节点和汇聚节点间的数据传输,利用反馈控制技术在线调整各个传感器节点的采样周期,使传感器节点的带宽要求适应网络负载的动态变化,从而保证网络服务质量维持在一定水平;在此基础上,引入新型的事件驱动机制来降低反馈调度策略设计难度和资源消耗。实验表明,该事件驱动反馈调度策略合理、有效并实用。     

基于移动sink的农田无线传感器网络数据采集方法

针对在农田生境监测场景中，无线传感器网络在数据采集时存在数据量小和功耗大的问题，使用移动sink进行数据采集可以改善无线传感器网络的性能。移动sink在无线传感器网络中沿着预定义的路径移动并从附近的传感器节点采集数据，然而由于移动sink的速度过快或过慢导致数据采集量小或传输延迟高。通过优化传感器的数据传输调度和移动sink的速度来确定移动sink的最佳数据采集调度。仿真结果表明，该算法可以提高数据采集量和网络吞吐率。      

农产品物流运输装备智能监测与跟踪技术

针对农产品物流的特点,提出了一种基于无线传感器网络和无线数据传输技术的农产品物流运输装备智能监测与跟踪系统;建立了冷藏集装箱(冷藏车)内部参数监控的无线传感器网络,通过智能终端与无线移动网络和INTERNET的无缝连接,实现数据传输到指定数据服务器.无线传感器网络采用星型拓扑结构,通过软件设置在需求时唤醒无线传感器网络节点.实际应用表明,该系统工作性能稳定,在数据采集和传输等方面均达到了设计要求.     

面向大规模农田生境监测的无线传感器网络节能优化策略

针对大规模农田生境监测场景中无线传感器网络节点在部分作物生长期内呈现节点空间冗余,以及传感器节点采集到的数据之间通常具有很强的时间关联性的特点,本研究提出一种基于矩阵补全的两步节能优化策略来同时降低传感器网络的数据采集和传输能耗,以实现延长网络寿命的目的。该算法首先通过对节点数据信息量的衡量来寻找出空间上的非冗余节点,剩余的冗余节点关闭其采集功能,只作为中继节点传输数据;其次,利用矩阵补全算法的部分采样原理在采样阶段进一步减少时间上的数据冗余量,达到同时降低采集和传输模块能耗的目的。试验结果表明,所提出的算法可减少网络中83%的工作节点数目,有效降低了网络能耗。     

基于ARM与ZigBee的温室环境无线监控系统设计

针对农作物生长有线监控系统的局限性,采用ATM板作为下位机对农作物生长环境进行监控,利用PID闭环控制系统反馈调节机制对ZigBee无线网络监控模型进行了改进,提高了系统反应的灵敏度,设计了一个新的ZigBee无线传感器网络。该无线传感器网络利用可视化显示技术,可以对农作物生长过程中土壤的温度和湿度进行实时在线监测。系统选用三轴数字加速度传感器ADXL345作为环境监测的传感器,采用IIC方式和ZigBee无线网络节点进行互联,利用数据选择性输出,节省了数据传输成本,降低了数据冗余量,从而节省比较多的传感器网络能量,为现代农业技术研究提供了技术参考。     

用于作物表型信息边缘计算采集的认知无线传感器网络分簇路由算法

随着无线终端数量的快速增长和多媒体图像等高带宽传输业务需求的增加，农业物联网相关领域可预见地会出现无线频谱资源紧缺问题。针对基于传统物联网的作物表型信息采集系统中存在由于节点密集部署导致数据传输过程容易出现频谱竞争、数据拥堵的现象以及固定电池的网络由于能耗不均衡引起监测周期缩减等诸多问题，本研究建立了一个认知无线传感器网络（CRSN）作物表型信息采集模型，并针对模型提出一种引入边缘计算机制的动态频谱和能耗均衡（DSEB）的事件驱动分簇路由算法。算法包括：（1）动态频谱感知分簇，采用层次聚类算法结合频谱感知获取的可用信道、节点间的距离、剩余能量和邻居节点度为相似度对被监控区域内的节点进行聚类分簇并选取簇头，构建分簇拓扑的过程对各分簇大小的均衡性引入奖励和惩罚因子，提升网络各分簇平均频谱利用率；（2）融入边缘计算的事件触发数据路由，根据构建的分簇拓扑结构，将待检测各区域变化异常表型信息触发事件以簇内汇聚和簇间中继交替迭代方式转发至汇聚节点，簇内汇聚包括直传和簇内中继，簇间中继包括主网关节点和次网关节点-主网关节点两种情况；（3）基于频谱变化和通信服务质量（QoS）的自适应重新分簇：基于主用户行为变化引起的可用信道改变，或分簇效果不佳对通信服务质量产生的干扰，触发CRSN进行自适应重新分簇。此外，本研究还提出了一种新的能耗均衡策略去能量消耗中心化（假设sink为中心），即在网关或簇头节点选取计算式中引入与节点到sink的距离成正比的权重系数。算法仿真结果表明，与采用K-medoid分簇和能量感知的事件驱动分簇(ERP)路由方案相比，在CRSN节点数为定值的前提下，基于DSEB的分簇路由算法在网络生存期与能效等方面均具有一定的改进；在主用户节点数为定值时，所提算法比其它两种算法具有更高频谱利用率。     

基于ZigBee的智能家居室内通信系统

文章针对有线布线复杂,扩展性差等缺点,结合ZigBee技术的特点,设计了基于ZigBee的智能家居室内通信系统.给出了通信网络的拓扑结构和系统的硬件总体结构图,以温湿度监测节点为例,给出了终端节点的硬件电路及软件实现流程.最后,结合系统调试中遇到的通讯问题,提出了延时退避的通讯策略.     

基于遗传算法的农业无线传感器节点部署算法设计

农业无线传感器网络是物联网技术在农业领域的重要应用,农业无线传感器节点的部署是限制其生命周期的重要因素.为了提高农业无线传感器网络节点的检测范围利用率,减少传输数据冗余,延长无线传感器网络的生命周期,在随机部署的基础上提出了一种迭代求解的无线传感器节点部署算法.该算法使用遗传算法优化求解,以覆盖率作为适应函数,利用离散...     

无线传感器网络在温室农业中的应用研究

设计并实现温室农业无线传感器网路,用于监测农作物生长环境.用高性能、超低功耗单片机MSP430F149设计温湿度、光照强度传感器节点和汇聚节点;采用无线射频器件CC2420实现数据的无线收发;针对汇聚节点能量不限的特点,改进传统MAC协议,提出并实现了一种基于令牌的MAC协议.实验证明,该网络具有生命周期长、稳定性好的优点,可以满足温室农业的环境监测要求.     

精准灌溉系统无线传感器网络休眠技术研

结合精细农业应用需求,对传感器网络中常用的节点供电方式及其特点进行了分析.为延长普通干电池供电的节点寿命,基于节点能耗分析,提出了应用层主导的节点休眠/同步机制,并提供了根据节点期望寿命与数据采集需求计算空占比的方法.最终在实际传感器网络节点上实现了休眠/同步机制,并在国家农业信息化工程技术研究中心的小汤山农业基地进行大量实验,无休眠设计寿命约150h的节点采用休眠技术后节点寿命可达到1年以上.