基于同心圆分簇的无线传感器网络路由协议的研究

针对无线传感器网络中LEACH协议的簇头分布不均匀以及不适合远距离传输数据的缺点,提出一种基于同心圆的分簇路由协议(CBCR).CBCR不仅改进选簇方法,而且引入管理节点负责簇头的选举.给出该协议的实现过程,通过与LEACH的比较,证明该协议能有效延长网络存活时间.     

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.     

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。     

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%。     

一种适用于GSM-R应急网络的分簇算法

GSM-R作为铁路通信调度数据的承载网络,其网络的稳定和畅通对于保证铁路运输安全、高效运行至关重要。由于铁路沿线的桥梁、隧道、边坡、路堑等各种复杂传输环境,使得GSM-R网络中的基站等网元易遭受自然灾害的影响。针对GSM-R基站设施毁坏或终端处于信号覆盖盲区的情形,在GSM-R系统中引入多跳组网方式,并提出一种适用于GSM-R应急多跳网络的分簇算法。性能分析和仿真结果表明:在终端数目较多以及终端移动性较高的情形下,文中的分簇算法具有优良的簇维护开销和网络稳定度性能,适用于铁路应急通信需求。     

城市轨道交通的无线传感器网络模型

在分析无线传感器网络的基础技术及基本功能的基础上,针对城市轨道交通工程的实际应用需求,构建了无线传感网络的具体模型.阐述了无线传感器网络在城市轨道交通中的具体应用,包括应用背景,需求分析,主要技术,网络模型,现状和前景等.无线传感器在城市轨道交通中的应用存在着大量待研究的新领域.     

基于ARMA流量预测的WSN非均匀分簇双簇头选择算法

在无线传感器网络中引入双簇头机制可以用副簇头承担数据转发任务,能有效地分担主簇头的负载。但由于簇与簇的中继不同,转发簇头在不同时刻承担的转发任务不同,为此,有针对性地提出一种基于ARMA流量预测的W SN非均匀分簇双簇头选择算法,即AUDC算法,主簇头利用预测机制,根据簇内节点剩余能量选择副簇头。研究结果表明:采用该算法有效地延长了网络的生存周期,实现了网络的负载均衡。     

一种基于网络平衡的路由算法

用等价极小化方法解决基于可变流量的网络平衡状态的路由算法。该方法把路由分配问题描述为一个数学规划问题,证明该规划具有唯一解,且其解同时也满足平衡条件。     

无线传感器网络IPv6地址自动配置方案的研究与设计

提出一种无线传感器网络IPv6地址自动配置方案,给出全IP通信传感器节点的IPv6地址格式,并将无状态地址分配策略与有状态地址分配策略有机地结合,提出无线传感器网络IPv6地址自动配置方案。本文从重复地址检测开销、地址配置总开销及地址配置总延迟时间3方面对此方案与Strong DAD及MANETConf的性能参数进行比较分析,验证了方案的有效性和高效性。     

基于无线传感器网络的山体滑坡监测预警系统设计

随着无线传感器网络（WSN）的兴起和发展,其相关技术已经成为物联网的基础技术而广泛地应用于各个领域。为此,利用无线传感器网络,结合GSM网络,设计了一种针对朔黄铁路山区沿线山体滑坡的监测预警系统,并进行了原型系统试验。相对于传统的人工监测和有线监测方法,该系统具有部署快速、节省人力等优势。     

基于Zigbee的无线传感器网络在铁路上的新应用

介绍了ZigBee技术在国内外的最新研究和应用,分析了ZigBee技术网络拓扑结构,设计了一种新型ZigBee无线传感器网络应用在铁路沿线的方式,给出了一种铁路自然灾害监测与预警系统中的Zigbee无线传感器网络应用方案。     

嵌入式无线传感器网络的研究与设计

在特殊环境的数据测控应用中,伴随着无线自组织网络技术的成熟和新能量解决方案的提出,无线传感器网络作为新一代的传感器成为互联网领域研究的热点问题之一.通过对无线传感器网络体系结构的分析,阐述了无线传感器网络的特点及其各功能模块的原理及设计,并对无线组网技术进行了分析.论述了无线传感器网络的研究现状及存在的问题.     

基于无线传感器的桥梁结构在线检测

传统的桥梁结构性能检测往往存在仪器设备安装困难、关闭交通、数据不具备长期统计意义等问题.运用日益成熟的无线传感器、远程数据传输技术以及自主开发系统软件进行了桥梁在线检测实践.结果表明,该技术完全可以克服传统检测方式的缺陷,是桥梁结构检测技术的发展方向.     

动态无线传感器网络基础设施建模方法及分析

无线传感器网络基础设施理论与技术是无线传感器网络中一项基础却又十分重要的研究内容.由于网络自组织性与不同应用环境的要求,导致无线传感器网络基础设施具有十分明显和复杂的动态变化特征,而如何认识并描述其动态变化规律却是一个难点问题.本文针对动态无线传感器网络,提出一种新型基础设施模型.在此模型基础上采用平均场与连续分析方法进行理论分析,最终得到该模型所描述的动态无线传感器网络基础设施平均节点度变化规律.通过对网络节点度变化和平均路径长度两个可反映动态拓扑特征的参数进行模型性能评价,仿真结果证明了模型的有效性、可用性和准确性.     

多跳超宽带无线传感器网络的能耗与网络容量分析

能量消耗、能量效率和网络容量是衡量传感器网络性能的重要指标。本文在分析基于超宽带技术的无线传感器网络节点能耗的基础上,对采用多跳通信方式的传感器节点进行建模与分析,并得出使得数据传输能耗最小的最优传感器节点间间距。最后本文针对超宽带技术提出了网络容量分析模型。仿真结果表明,在多跳通信方式下网络业务负载模式和传感器节点分布密度对传感器节点的能耗和能量效率都有着较大的影响且网络容量并非随着并行通信的传感器节点对数的增大而线性增大。     

一种基于榕树型拓扑的铁路无线Mesh网络结构

旅客列车Internet应用的需求日趋强烈,而铁路沿线的无线宽带覆盖是实现旅客列车Internet应用的必要条件,也是当前的研究热点。基于这个研究方向,本文提出榕树型拓扑、多跳无线链、节点失效危险度、破坏因子等概念。设计榕树型拓扑的动态最小生成树算法,在此基础上,探讨了榕树型拓扑的网络健壮性;然后基于榕树型拓扑设计一种多出口总线的铁路无线Mesh网络结构和多模Mesh节点结构,设计了微蜂窝部署方案和混合频道复用方案,并就其传输延迟和传输带宽进行探讨和分析;最后基于本文提出的方法,对一段300km长的铁路线进行实例部署规划。理论分析和实例部署规划表明,榕树型拓扑具有较低的传输延迟、较高的传输带宽和较强的网络健壮性,符合铁路无线宽带覆盖的要求。另外,榕树型拓扑只要求在铁路沿线部署若干个有线网络出口,且结构调整灵活,具有很好的可实施性。