基于RFID和WSN仓储车辆定位系统设计

通过研究基于无线传感器网络的定位技术和无源超高频RFID的定位技术,提出了一种WSN-RFID协同精确定位方法对仓储运输车辆进行定位,并采用该方法设计了具有定位功能的智能小车,实现了对小车的区域定位和精确定位;文章详细阐述了RFID和WSN基本原理以及定位技术,给出了WSN与RFID硬件设计框图,搭建了仓储车辆定位系统硬件平台;通过对智能小车的定位功能进行测试,定位精度达到了86.5%,验证了WSN-RFID协同精确定位方法的有效性与可行性。     

WSN中基于多分辨率和压缩感知的数据融合方案

提出一种基于多分辨率和压缩感知的传感器网络数据融合方案;首先,对传感器网络进行配置,以生成多个层次不同类型的簇结构用于过渡式数据收集,在该结构上,最低层的叶结点只传输原始数据,其他层上的数据收集簇进行压缩采样,然后将其测量值向上发送,当母数据收集簇收到测量值时,利用基于反向DCT变换和DCT模型的CoSaMP算法来恢复原始数据;最后,我们在SIDnet-SWANS平台上部署了本文方案,并在不同的二维随机部署传感器网络规模下进行了测试;实验结果表明,随着分层位置不同,大部分结点的能耗均显著降低,与NCS方案相比,能耗下降50%~77%,与HCS方案相比,能耗下降37%~70%。     

基于WSN的智能农机自动导航控制系统研究

为了提高农机的自动化和智能化作业水平,采用无线传感器网络设计了农机自动导航控制系统,系统主要由车载导航控制终端、后台服务器和ZigBee无线传感器网络组成;车载导航控制终端在嵌入式控制器S3C2240平台上开发设计,主要采用PID模糊控制算法对农机的运动状态进行调节和与服务器的通信;后台服务器根据要作业的区域利用定步长连续寻点方法进行了农机行驶的路径规划,接收移动车载导航控制终端上传的接收信号强度指示RSSI后,借助多点定位算法进行精确定位,并向移动车载导航控制终端下达期望的速度和方向指令;实验结果表明:设计的智能农机自动导航控制系统能够实现精确定位和速度控制,平均定位误差为仅为0.217 m,在设定运动速度为1 m/s时,实际的平均速度为0.984 m/s,能够完全满足农机自动导航作业的需要。     

基于MCN和WSN的融合技术研究

近年来,为了满足以数据为中心的无线服务和应用程序等业务的快速增长的需求,不需要人类参与的M2M通信得到了迅猛发展;为了支持M2M通信,移动蜂窝网络(MCN)和无线传感网络(WSN)正逐渐从独立的网络走向融合;这里讨论了MCN和WSN融合所面临的技术难题;提出在融合网络中,可以使MCN中的移动终端扮演传感器节点和WSN中网关的角色;评估了这种方法的性能,仿真表明采用与MCN交互式优化的方法能够提高WSN的吞吐量、延时、网络寿命等性能。     

基于LEACH路由协议的多跳节能路由算法

当无线传感器网络部设在不同环境中时,需要提出新的算法以适应特殊环境,减少节点能量消耗;算法针对LEACH路由算法的局限性,提出了一种适用网络覆盖范围较大,节点间距离较远,需要远距离传输的路由算法;本算法利用节点到基站的距离因素,修改簇头阈值信息;并利用簇头竞争重新设定簇头,使剩余能量较高的节点成为簇头;同时,运用多跳的方式传输数据,这样可以适应远距离传输;仿真结果表明,相对LEACH算法,算法将节点死亡时间推后了300~400轮,网络存活周期延长了400轮左右,很明显的减少了网络的能量消耗,延长了网络的生存周期和稳定性。     

无线传感器网络密钥管理技术在空间网络中的应用研究

现有空间网络密钥管理技术研究成果多数基于公钥密码算法,且对航天器硬件资源与通信能力受限、空间网络动态特性考虑相对不足。本文从工程应用可行性角度出发,分析并总结现有主流无线传感器网络密钥管理技术的优缺点,在对空间网络密钥管理需求进行详细分析的基础上,将空间网络划分为小型星座网络、每个节点只有少数固定链路的星座网络、包含多个星座子网的空间网络以及ad hoc空间网络,并对无线传感器网络密钥管理技术在各类空间网络中的应用进行研究分析。     

一种无线传感器网络多级异构分簇路由协议

JP+1]研究了无线传感器网络,提出了一种适合大规模应用的无线传感器网络体系结构,并提出了一种新的路由协议——多级异构分簇路由协议;该协议将无线传感器网络节点分成4种类型,根据簇头间平均跳数、簇头能耗等因素选举出第一级簇头节点;利用通信能耗、节点能耗以及跳数3个方面作为启发因子,寻找第一级簇头到第二级簇头间的最佳路径;基于NS2平台对该路由协议进行了仿真实验,并与LEACH协议进行比较;仿真结果表明:在大规模的应用中,该路由协议能有效地降低节点的平均能耗、延长网络生存时间。     

基于ZigBee的矿井环境监测系统设计

针对矿井环境恶劣、干扰严重和传统信号有线传输的现状,设计了基于ZigBee无线传感器网络的矿井环境监测系统;系统由井下ZigBee传感器终端节点、路由器、协调器和井上监测上位机构成,其中传感器终端节点对井下瓦斯、一氧化碳、温度等信号进行采集,利用ZigBee无线组网技术将信号送给井上PC机,井上管理人员通过PC机能够随时掌握井下设备和环境的状况;与传统的信号有线传输监测方法相比,该系统低功耗、低成本、抗干扰;实验结果表明,该系统运行稳定可靠,精度高,具有一定的实用性和推广价值。     

基于ZigBee的稀土矿山生产监控系统

针对目前稀土矿山开采中的不足,设计了基于ZigBee技术的稀土矿山生产实时监控系统,利用ZigBee无线传感器网络实现了对注液管道内液面高度信息的实时采集、传输和控制。硬件上,在监控节点中增加TI的CC2591射频前端扩大网络覆盖范围,采用TPS73033电源模块解决了大功率节点的供电,并选用MC35模块支持系统的GSM移动通信短信业务;软件上,设计了方便简洁的后台控制软件,方便用户操作。通过在高度为98米,最大直径为297米的实际矿山中的实验结果表明,系统通信距离可达400米,响应时间小于20 s,监控节点可连续无间断工作6个月,系统能较好地应用于工程实践中。     

基于BADV-Hop的传感器节点定位方法

针对无线传感器网络节点的定位误差较高的问题,提出蝙蝠算法校正DV-Hop算法的传感器节点定位精度提高方法(BADV-Hop);首先测量未知节点与锚节点之间的距离,然后采用DV-Hop算法初步确定未知节点的坐标,再采用蝙蝠算法校正DV-Hop算法的定位误差,最后在Matlab 2012平台上对算法性能进行仿真分析;实验结果表明,相对于DV-Hop算法,BADV-Hop算法提高了传感器的节点定位精度。     

一种基于WSN的井下无线应急通信节点设计

摘　要：针对井下应急通讯需求,本文提出了基于无线传感器网络（WSN）的井下无线应急通信系统架构,设计由微处理器电路、无线收发模块、传感器电路、电源、和天线所组成的井下无线应急通信系统节点,低功耗设计。按照功能开展模块化,提高节点灵活适用性。最后测试了设计节点点对点通信性能,得到相应的距离与丢包率之间的关系曲线。井下无线应急通信有效通信距离达到45m,能够满足井下大规模应用组网需求。     

基于时间偏差补偿的传感器网络时间同步方法

综合考虑了无线传感器网络中节点间时间偏移的来源,为了提高无线传感器网络中时间同步精度,降低能量开销,提出了一种在簇结构中基于偏差补偿的同步方法.该方法在完成簇内节点一次信息交换之后,通过簇头对各节点时间偏差进行有效估计并进行补偿来维持同步时间精度,很好地降低了能量消耗.通过仿真实验,该方法在信息开销和同步精度上体现出良...     

基于CC2530的无线温度传感器网络的设计

传统的有线温度测量由于线路复杂常存在造价昂贵、信噪比低等问题,为解决这些弊端,设计了一种基于 CC2530和 ZigBee 协议的无线温度传感器网络,硬件结构非常简单,更有利于狭小空间下的温度监测。该系统使用DS18B20数字温度传感器对环境进行温度测量;以射频芯片CC2530为核心,使用其标准的增强型8051 CPU对数据进行处理与控制;使用ZigBee协议建立无线通信网络,将测得的环境温度通过LCD显示。最后,通过实验测试证明该系统可以有效地测量不同地点的温度并无线组网,能够实现低功耗、高精度、远距离的无线传输。     

ISM频段无线热计量传感器网络节点模块的设计与开发

针对智能住宅建筑能效监管需求和现有热计量系统布线成本高、改造难度大的问题,将ISM频段无线收发芯片应用于无线热计量数据的传输过程中,对热计量传感器网络基本结构和工作原理进行了研究,开发了一种无线热计量数据传感器网络节点模块,设计了该节点模块的基本结构和主要电路,并重点介绍了其SPI接口连接方式及数据传输方法、无线收发芯片寄存器读写控制和热计量数据的无线收发过程。实验结果表明,所设计的无线热计量传感器网络节点模块在保证热计量数据稳定、可靠采集传输的同时,大大地增加了热计量传感器网络的灵活性和适用性,为住宅建筑能效数据的智能化采集、传输和管理提供了一种经济、高效的解决方法。     

基于RSSI的无线传感器网络定位系统设计与实现

基于窄带无线信号的路径损耗和阴影衰落,直接建立多个锚节点接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication, RSSI)值与待定位节点未知坐标估计量的解析关系,避免传统RSSI定位方法中常用的对两节点距离量的直接求解,减少信息丢失,提高定位精度。仿真分析了锚节点数量、遮挡因子、路径损耗指数等对定位精度的影响。采用CC2530无线传感芯片实现基于RSSI的无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)定位系统。系统采用8个锚节点分别在边长4米和10米的两个正方形区域内展开定位实际测试,结果显示其平均定位误差可分别降到0.175米和0.824米。     

Node Deployment Optimization for Wireless Sensor Networks Based on Virtual Force-Directed Particle Swarm Optimization Algorithm and Evidence Theory

Wireless sensor network deployment should be optimized to maximize network coverage. The D-S evidence theory is an effective means of information fusion that can handle not only uncertainty and inconsistency, but also ambiguity and instability. This work develops a node sensing probability model based on D-S evidence. When there are major evidence disputes, the priority factor is introduced to reassign the sensing probability, with the purpose of addressing the issue of the traditional D-S evidence theory aggregation rule not conforming to the actual scenario and producing an erroneous result. For optimizing node deployment, a virtual force-directed particle swarm optimization approach is proposed, and the optimization goal is to maximize network coverage. The approach employs the virtual force algorithm, whose virtual forces are fine-tuned by the sensing probability. The sensing probability is fused by D-S evidence to drive particle swarm evolution and accelerate convergence. The simulation results show that the virtual force-directed particle swarm optimization approach improves network coverage while taking less time.     

一种无线视频传感器节点协作跟踪方法

由于网络通信带宽以及节点能量等因素限制,信息的有效获取与能耗的平衡优化是无线视频传感器网络近期研究的热点,面向目标跟踪的无线视频传感器网络实现节能的关键在于节点的高效协作;文章目的在于研究一种无线视频传感器节点协作跟踪方法,通过综合考虑目标跟踪效果和节点能耗等因素,采用自适应混合高斯算法进行背景建模,分布式均值漂移算法进行目标跟踪,并构建一种基于效能函数的最优节点选择方法;实验结果显示该方法能在真实场景下高效地进行目标跟踪。     

基于无线传感器网络的机器人高精度定位系统

机器人的定位在运动控制系统和任务执行环节起着至关重要的作用,为了提高机器人在特殊环境中作业的定位精度,设计了一种基于无线传感器网络的机器人高精度定位系统。在微处理器ATmega1280的硬件平台上采用芯片NanoPAN5375接收信号强度指示(RSSI)进行测距定位,并利用对称双边双路测距和极大似然估计算法大大提高了定位精度;同时,使用基于轮询的时分多址接入协议和表驱动簇路由协议,解决了多机器人协同作业定位问题,并使系统在网络性能设计上得到了平衡;通过在60 m×60 m区域内的实验表明,该系统工作稳定可靠,测量的相对定位误差小于0.25 m,具有较高的定位精度,适用于机器人在矿井搜救、核泄漏检测和火山探索等特殊环境下的定位需要。     

基于无线传感网的温室花卉自适应调控系统

针对传统温室控制系统大多只是简单地采集环境参数如空气温湿度,并且缺乏长期评估和有效反馈机制的问题,文章提出了一种基于无线传感网的温室花卉自适应调控方法,并实现了一个综合传感、决策、执行反馈的软硬件系统。为此,系统中设计了基于Zigbee的传感器节点模块、传输网关和控制指令集。传感器节点模块可以灵活地布置并实时可靠的传输数据。中间件系统则通过控制指令集接收传感数据和发送反馈控制指令。上层应用管理软件可以实时查看花卉、温室和设备的实时状态以及各种参数。运行结果表明,本系统可以实时采集温室温湿度,并结合专家规则通过中间件系统对花卉生长环境进行有效的评估和精准的反馈调控,达到了在降低温室花卉培育成本的同时,也提高了高端花卉培育成功率的目的。