太阳能补给的线性WSN路由算法研究

针对部署于铁路沿线的线性无线传感器网络生存周期短的问题,提出基于太阳能补给的节能路由选择算法。算法基于网络节点能耗最接近但不高于预设标准能耗值的原则进行转发节点搜索,从而将网络层次化并形成路由。在路由选择过程中考虑能量补给,通过构建理想状态下传感器节点能耗线性方程组,求解出最佳路由切换能量阈值。当网络中传感器节点剩余能量最小值低于路由切换能量阈值时重新选择路由。仿真结果表明本文所提出的节能路由选择算法可有效提高线性无线传感器网络在生存周期方面的性能。     

一种基于无线传感器网络的安全优先门限敏感分簇路由协议

为构建基于无线传感器网络的铁路防灾安全监控系统,在门限敏感的节能型网络协议(TEEN)基础上,提出1种安全优先门限敏感分簇路由协议(SPTC).确定SPTC的网络架构,基于能量计算公式设计簇头分布算法及簇头和副簇头选举算法,以及路由建立步骤和数据采集流程.在协议中定义副簇头,保证数据路由的可靠性及数据自身传输的安全,提高协议的安全性;在汇聚节点(SN)附近区域布置更小规模的簇,在兼顾剩余能量与节点距离的准则下选择最佳的簇头节点,以提高协议的节能性.采用OMNeT++网络仿真工具对SPTC进行了建模仿真.仿真结果表明:当网络工作了10 000 s时,低能量节点数量比低功耗自适应聚类层次协议(LEACH)减少了60％;当灾害数据采集概率为0.5％时,基于SPTC协议的网络检测周期是基于LEACH的1.7倍.     

无线传感器网络中一种基于簇头预测和功率控制的节能路由算法

在无线传感器网络中,节点能量有限且一般没有能量补充,因此如何减少节点的能量消耗成为路由协议的研究目标。文中提出一种基于簇头预测和功率控制的节能路由算法CHFPC(Cluster Head Forecasting andPower Controlling),该算法利用能量和距离参数对簇头进行预测,并将功率控制这一机制引入分簇路由和数据传输的过程中,从而使节点的平均能耗降低。最后用OMNeT++仿真的结果表明所提出的方案在网络生存时间和网络总剩余能量指标上比LEACH算法分别提高23%和15%,而且节点生命周期也明显长于LEACH算法。     

基于CPSO的WSN路由优化

针对传统的无线传感器网络存在网络生存时间短、能量损耗大、整个网络能量不均衡的问题,提出使用CPSO(混沌粒子群算法)对路由进行优化。介绍了对WSN(无线传感器网络)路由进行优化的过程。测试结果表明,经过优化的无线传感器网络具有网络生存时间长、能量损耗小、整个网络能量均衡的优点。     

在ad hoc网络中一种新的节能路由维护模型

近年来在adhoc网络中研究路由建立模型及其QoS性能已经作了许多工作,但是路由维护的能量消耗问题却被忽略了。由于移动主机的移动,一条路由的能量消耗值也随着发生变化。本文提出了一种基于距离的路由维护模型(DBRM),它在路由维护中利用切换技术来使路由的能量消耗值最小。另外各移动主机可以转换到不同的工作状态从而节省能量,各状态的持续时间根据节点的距离和剩余能量权值动态设定,从而较低限度减少其对路由切换的影响。仿真结果表明DBRM模型的能量节省总量要明显大于固定监听间隔工作方式IEEE802.11,也要大于GAF方案的随机监听间隔的能量管理方式。     

GSM-R移动交换网GT号码分析研究

中国铁路GSM-R网络的数据规划和分析中,MSC上的GT号码数据分析是GSM-R网络号码分析的重要内容.从全路汇接MSC/STP和普通MSC节点的角度,就GSM-R网络中的GT号码分析数据制作及优化问题进行分析,并提出制作建议,供GSM-R网络维护人员在GT号码分析和路由组织等方面参考.     

铁路沿线线型无线传感器网络高效路由协议

为防止网络“热区”现象，针对铁路沿线无线传感器网络多呈线型分布的结构特点，提出一种基于服务质量的能耗均衡分簇路由协议（ECRPQ）。首先，部署网络节点，计算节点能量消耗，建立能耗均衡的非均匀节点部署模型并进行网络分簇。然后，设计路由协议，在簇首选举时引入节点动态剩余能量和节点担任簇首轮次的影响因素，在通信阶段采用TDMA机制和CDMA机制相结合的方式，在进行时间同步校准时严格保证簇内节点时间同步。最后，通过MATLAB进行仿真实验，从网络生命周期、网络吞吐量和节点平均时延3个方面将ECRPQ与LEACH、LEACH-C这2种经典协议进行对比。结果表明：当网络节点总数为200个时，ECRPQ的网络生命周期明显更长，达到600 s;ECRPQ的网络吞吐量更大，分别比LEACH和LEACH-C提高128.7%和84.6%;ECRPQ的节点平均时延更低，分别比LEACH和LEACH-C降低52.8%和43.2%。     

铁路沿线线性无线传感器网络路由协议研究

针对铁路沿线环境监测对象种类繁多、位置分散的特点,设计一种无线传感器网络用于将传感器采集信息传输至监测中心,该无线传感器网络由传感器节点、轨边汇聚节点、机房汇聚节点及中继节点组成,重点研究提出轨边汇聚节点与机房汇聚节点之间线性无线传感器网络路由协议。鉴于铁路沿线传感器节点采集信息的重要程度不同,该路由协议根据信息重要程度对数据包进行优先级排序。综合考虑网络寿命和信息重要程度,以网络生命周期内传输数据包数量最大化为目标,建立数据包转发模型和数据包排队模型。在网络能耗均衡的前提下,采用减少优先级高的数据包的转发次数和减少优先级高的数据包在轨边汇聚节点的排队时延两种方式,减少优先级高的数据包的总传输时延。仿真结果表明,该路由协议可以显著减少高优先级数据包的传输时延,均衡使用网络能量,最大化网络寿命。     

铁路集装箱平衡装箱优化模型与算法

在分析铁路集装箱平衡装箱影响因素的基础上,结合货物装载稳定性、空间独占性与平衡性,以集装箱容积利用率最大为第一优化目标、载重量利用率最大为第二优化目标,构建铁路集装箱平衡装箱优化模型.引入邻度、层换差等概念,结合松弛策略和回溯策略,采用分层系列法,提出基于动态分层和定位规则的两阶段求解算法.实例结果表明,该算法能快速、有效求解铁路集装箱平衡装箱问题.     

一种轨道交通新型无线传感器网络能量有效覆盖算法RTST的研究与仿真

能量有效覆盖问题是轨道交通无线传感器网络的一个重要研究方向,目的是找到一种节约能量、将网络使用寿命最大化的策略。本文提出一种基于节点的布朗圆盘模型和Voronoi图的几何算法,通过建立两棵传感器的树形结构来得到一个理想的无线传感器网络中被激活节点的拓扑结构,以延长网络的寿命。另外,我们采用了非均匀节点密度的抛撒方法,以达到最佳的能量和业务的匹配,尽量使整个网络各个节点能量能够同时耗尽。通过仿真对比,该算法相比传统的GPRS、GAF、Spin算法等,延长了传感器网络的使用寿命,提高了网络的整体性能。     

基于ZigBee的旅客列车车内环境监测系统设计

针对有线列车通信网络的灵活性差、扩展范围窄,布线繁多等问题,提出应用ZigBee短距离无线通信技术,建立无线自组织树状拓扑网络,应用AODV路由协议算法,通过多级中继方式实现铁道客车车内环境监测和数据传输的解决方案.整个监测系统由协调节点、路由节点和终端传感器节点组成.详细介绍3种类型节点的硬件组成与自组织建网过程,采用Delphi编写上位机监控软件,并对系统进行实际测试.试验表明,监测系统在30 m通信范围内数据传输稳定可靠,维护方便,完全满足车内环境监测的应用需要.     

基于能量高效的无线传感器网络分簇路由的研究

对于低功耗自组织的无线传感器网络及能量高效的路由技术的研完是保障无线传感网络服务质量的关键技术之一.提出无线传感器网络路由算法的设计目标,提出一种可有效提高能量利用率,延长网络生命期的分簇路由算法,对簇的结构、簇首选择、簇的建立及数据传输等进行分析和论述,并通过LEACH和HEED算法进行仿真分析进一步证明其能有效提高网络生命期.     

基于ZigBee接触线接头状态在线监测的研究

结合ZigBee无线通讯技术研究对接触线接头连接处温度状态的在线监测。首先通过电接触理论分析接触线与线夹连接处接触电阻产生的原理和接触电阻的主要影响因素,计算在不同接触力作用下电流通过接触点处产生的压降得出了不同的接触温升,当电流一定时,接触温升随接触力的减小而增大,因此通过对接触部件温度的监测可以判断连接处线夹的松动情况。然后从软件和硬件方面设计了ZigBee无线监测系统。软件部分包括ZigBee网络中各节点软件的编写和上位机软件的编写,硬件部分在CC2530基本工作电路的基础上采用太阳能充电,RS232-USB转换等技术,设计具有良好人机界面的在线监测系统,并进行实验。     

基于OTN交换技术的铁路光传输网络效率分析

铁路现有的光传输网络中有大量的DWDM设备,这些设备在未来面对流量大幅度增长时需要进行升级。OTN交换技术通过将目的地不同的信号汇聚在同一条光通路中进行传输以提升网络效率,解决了流量大幅度增长引起的带宽扩展问题。在混合线路速率传输和专用1+1保护的铁路光传输网络中,从频谱、成本和能量效率方面分析了在WDM层中引入OTN交换的优势。结合铁路网络中的实际拓扑,RWA算法模拟仿真的结果显示,通过在核心节点中安装OTN交换并进行流量梳理,网络资源的利用率得到显著提高。相较于传统场景,频谱效率最大可以提高602%,而成本和能量效率,最大分别可以提高607%和817%。     

基于共享树策略的延迟受限组播路由算法

提出了一个有效的基于共享树策略的延迟受限组播路由算法（STMA），算法的计算复杂性是O（m|V|^2)，其中m是组成员数量，|V|是网络中节点数量，仿真结果显示，STMA在适中的复杂性水平上取得了良好的代价性能。     

基于ZigBee无线传感网络轴温探测系统的设计

介绍当前货运铁路轴温检测系统的特点,将ZigBee无线传感网络技术应用于货运铁路机车轴温检测系统,组建ZigBee无线传感网络,详细设计了该系统的硬件结构和软件结构,给出了系统的硬件电路图.经对比,此系统与以前的有线的轴温检测系统的有节省布线,降低成本的作用.并对ZigBee无线传感网络用于铁路运输做了展望.     

ZigBee在牵引试验车数据采集系统中的应用研究

试验车数据采集是机车牵引试验中最重要的环节之一,针对试验车数据采集系统的要求,将ZigBee无线传感网络技术应用于试验车数据采集系统,组建ZigBee无线传感网络,详细设计了该系统的硬件结构和软件结构.此系统与以前有线的试验车数据采集系统相比,节省布线,降低成本,并对ZigBee无线传感网络用于铁路运输做了展望.     

铁路集装箱运输信息采集的研究与设计

集装箱信息采集是集装箱信息追踪管理系统中最重要的环节之一.针对集装箱信息采集过程中的要求,介绍ZigBee技术的具体特点.对基于ZigBee技术的无线传感器进行的测试,利用ZigBee无线传感器网络在集装箱信息采集过程中的优势.进行集装箱信息采集系统的总体设计.