公路基础设施状态监测无线组网时基同步批量校准方法研究

时间同步是无线传感网络的一项重要支撑技术,在大多数无线传感网络时间同步算法中,以一个校准好的传感器节点的时钟为基准,未校准的传感器节点的时钟与该校准好的传感器节点的时钟进行同步,这很容易受到意外事件的干扰。本文主要研究一种批量校准传感器网络(BC-TPSN)算法的时间同步协议。该算法基于TPSN算法,主要针对TPSN的时频偏移进行校正。在层间同步阶段,使用双向消息交换的同步机制实现层间的同步。在层内同步阶段,采用改进的双向消息交换同步机制完成层次结构内部节点的同步。本文将基于无线传感网络节点的时基同步批量标定方法应用于公路基础设施状态监测。可以同时标定和统一节点的时基,提高精确同步组网的性能。     

面向运营隧道结构健康监测系统大数据压缩感知研究

为解决运营隧道健康监测系统中多节点传感器网络下高频采样带来的大数据储存和传输问题,在运营隧道结构健康监测系统数据采集和传输层引入传感器网络框架表示模型,对传统的压缩采样数据重构算法进行改进,用迭代方法求解最小化范数问题,提出基于传感器网络的压缩感知重构算法,并通过工程实例对提出的方法进行了验证。结果表明:1)在一定采样率条件下,基于传感器网络的压缩感知重构算法可以有效地增加数据恢复的效率,加速度信号采样率越大其重构精度越高; 2)相同采样率条件下,基于传感器网络的压缩感知重构算法得到的重构数据精度要高于传统单节点压缩感知重构算法; 3)压缩采样率为60%以上时,信号重构误差不超过20%,符合工程应用标准; 4)基于传感器网络的压缩感知重构算法具有局限性,传感器节点个数存在耦合上限,当传感器节点超过6个时,重构信号的精度无明显变化。     

无线传感器网络桥梁健康监测系统时钟同步设计

基于无线传感器网络构建了桥梁健康监测网络系统,为了实时检测和获取桥梁状态信息,研究了无线传感器网络桥梁健康监测系统中传感器节点间数据传输的时间同步问题.同时通过时钟同步算法仿真,验证了自适应式时间同步算法在无线传感器桥梁健康监测系统中的有效性与可靠性.仿真结果表明,非对称式自适应时钟同步算法能够较好地实现时钟同步并对桥梁的健康状况进行实时监测.     

基于应变式传感器的桥梁无线测试系统的设计和实现

针对传统的应变式采集仪以有线方式进行数据采集和传输方法存在的问题,结合电阻应变式传感器的工作机理,提出了一种基于应变式传感器网络化的桥梁无线测试系统,使用采集软件、单片机、调制解调器FX429等主要器件,实现了数据的高精度采集。在可靠的通信协议下,采用无线方式进行主控节点和各远端数据采集节点之间的数据传输。并利用数据库技术,实现数据管理。通过主控软件,提高了系统的方便与灵活性。对比试验研究表明:该无线系统具有安全、高效、可靠、精度高、稳定性强,无需借助现有的通信网络、成本低、适应性好等优点。     

基于多传感器融合的排队长度检测系统设计

提出了一种基于多传感器信息融合的交通路口排队长度检测方法,该系统以无线地磁车辆检测器作为数据检测来源,基于无线传感器网络,构建了一种互联感知的分布式检测系统.系统以多检测节点协同工作的模式,由点到面,实现排队长度等深度路交通流信息获取,为交通信号控制系统提供准确的路网交通流数据.系统基于交通流特性建立数学模型,采用无线地磁车辆检测器及多传感器融合算法实现交通路口各方向排队长度检测.可实现红灯期间实时排队长度检测及绿灯放行期间队首位置判别及实时排队长度检测.通过绿信比优化,均衡各相位绿灯时间的分配,对提高道路通行能力有重要意义.     

基于地磁的车型识别模糊数据融合方法研究

把由各向异性磁阻传感器检测获得的地磁曲线视为车辆磁偶极模型的映像,通过分析车辆地磁曲线的峰值、峰谷比、峰值时间、谷值时间、车身长等特征的选择和提取,建立相应车型特征向量;然后,依据各类车型特征,应用三角形隶属度函数特征描述和模糊数据融合,提出了一种基于地磁传感器实时数据采集的车辆检测与车型识别流程和车型识别分类算法;最后,通过一组实际采集的车辆检测数据的分类结果,比较了4种模糊数据融合算式的差异,证明了车辆识别分类算法的有效性,并讨论了有待进一步研究的问题。     

时钟同步技术在桥梁结构监测系统无线传感网络中的应用研究

针对大型桥梁结构健康监测系统具有传感器类型众多、位置分散、信号信噪比小等特点,研究了基于精确同步的无线传感器网络(WSNs)的设计方法。在分布式的无线传感器网络系统中,各个无线采集节点的数据采集相对独立,各无线节点需以统一的时钟周期和起始时刻进行同步采集,才能得到一个具有时间和空间信息的检测数据。针对所开发系统的网络拓扑结构和具体应用对象,研究提出了一种改进型的延迟测量时间同步机制。经过理论验证和工程实践,设计的无线传感器网络系统能够满足结构健康监测对时间同步精度的要求。     

对高速公路移动目标跟踪的多传感器采集数据融合

针对目前多传感器数据融合算法存在的问题,提出了一种基于冗余信息的多传感器数据融合算法。此算法利用分布式融合结构的优点和强跟踪滤波对于机动目标获得局部状态估计值,通过提取各局部状态估计之间存在的冗余信息建立局部状态估计间的相互支持度,从而实现对其权系数动态的合理分配;通过理论分析和Monte-Carlo仿真表明,本文提出的算法得到的融合估计效果明显地优于利用单传感器测量数据得到的滤波估计结果,算法受外界随机干扰的影响较小,也证明了用分布式融合结构和强跟踪滤波对机动目标的局部状态估计值可信度高,基于冗余信息的多传感器数据融合算法具有较好的鲁棒性。     

基于车联网无线通讯的车辆定位跟踪系统

车辆定位跟踪系统基于车联网以实时控制和监测中心为核心为公共交通讯息系统提供各种信息,用户和管理员通过无线通讯网络实现车辆的位置信息交互。文中设计了车辆定位跟踪系统,利用传感器节点的射频收发器,建立车辆位置跟踪系统收集信息,无线Ad-Hoc网络由沿公交线路固定传感器节点和车辆移动传感器节点组成,触发服务器和管理车辆信息传递。同时,利用双向无线Ad-Hoc网络可以提供周边双向信息。     

无线传感执行网络中协作机制的研究

无线传感执行网络是在无线传感器网络基础上，引入若干执行器节点衍生出来的一种新型网络模型；其关键技术就是无线传感执行网络中的协作机制以及适用于无线传感执行网络的标准协议栈。针对其协作机制研究了适用于传感器与执行器间有效协调的事件驱动的分簇方法，以及适用于执行器与执行器间有效协调的基于合同网的决策方法。     

基于OMNeT++的Leach协议的仿真研究

文章对无线传感器网络路由协议进行分析探讨和仿真。在研究典型的层次化路由协议Leach算法的基础上，将其与多帧通信相结合，并对传感器网络的各种参数进行分析。在OMNeT＋＋平台上对Leach协议下无线传感器网络诸参数如能量、帧数、Sink节点位置等进行了仿真，并对仿真结果进行比较分析，得出一轮多帧策略的有效性。     

面向车位识别的相似度数据融合算法

为提高平行泊车车位识别率,提出了基于多个超声波传感器的车位检测、智能识别系统。确定边缘阈值参数,利用基于相似度的数据融合算法,对多传感器测量结果进行融合。分析车速和横向距离的试验结果。为修正误差,回归了一种多元线性模型。对比了传统单探头方法、双探头平均值法,和本文的双探头数据融合等方法的识别率。结果表明:在模拟车位环境下和在实际泊车环境下,修正后的本方法的识别率分别为95.24%和90%,均高于上述两种传统方法的成功率。     

费里比公路大桥长期无线结构健康监测

作为桥梁管理系统的一部分,传感器网络能够为检测和评估桥梁状况提供数据支持.无线传感器网络(WSN)相对于传统传感器网络在传感、布线、安装成本和可扩展性方面具有发挥巨大优势的潜力.然而.无线传感器网络在电源、数据带宽和稳定性方面存在缺陷.在费里比公路大桥(3跨钢筋混凝土桥)上安装的无线传感器网络由7个节点和1个网关组成,...     

基于相机与激光雷达融合多目标检测算法研究

准确的多目标感知系统是自动驾驶技术的关键。本文提出了一种基于相机与激光雷达融合的多目标检测算法。针对相机传感器无法获得准确的目标距离等深度信息,激光雷达无法获得准确的目标类别信息的问题,首先采用嵌入自适应特征融合模块的YOLOv7网络处理相机数据,同时对激光雷达数据进行点云预处理以消除无用的噪声点;其次,利用坐标变换将激光点云数据和相机数据转换到像素坐标系中;最后,采用基于ROI感兴趣区域的方法对点云进行聚类处理,以参数加权的方式融合两种传感器的检测结果。实验结果表明,嵌入改进YOLOv7网络的融合算法能够检测出更加准确的目标信息。     

智能交通系统中WSN定位算法研究及仿真模型

本文研究了适用于智能交通系统中的无线传感网络定位算法。该算法引入多径误差效应和高斯白噪声效应,建立基于噪声的RSSI车辆定位算法。本文分析了不同高斯白噪声值和不同信标节点密度对车辆定位误差的影响,引入卡尔曼滤波来减小噪声对信号和定位误差的影响,对比了滤波前和滤波后的系统定位误差值,最后开发了带有混合噪声和滤波算法的智能交通系统定位仿真模型,对车辆定位情况进行了模拟。该仿真结果对后续智能交通系统的设计和系统实施提供了设计依据,具有一定的参考价值。     

面向智能交通的无线传感网络分簇算法

无线传感网络是智能交通系统的关键组成部分.合理的分簇技术有利用于提高无线传感网络能量利用率.研究了基于孤点感知能效的无线传感网络分簇算法(INEEC),该算法将时间划分等间隔的轮,每一轮进行簇头选择,平衡簇头的能耗.在簇头选择阶段,每个节点先选择一个随机数,依据各节点的能量以及该区域的局部能量信息估计门限值.若随机数小于门限值,就成为簇头.每个簇头节点广播请求加入消息,其他节点接收消息后,加入最近的簇.若没有收到任何请求加入消息,节点就为孤点.仿真结果表明,相比于HEED和LEACH算法,该算法孤点数最少,传输时延最低,簇头分布更加均匀使总体能耗降低,网络寿命比HEED算法提高近23.5%,较好解决了同类算法在应用中能量效率较低、能耗较高、网络生命周期较短的关键问题.      

融合POI大数据空间分析的路网布局方法研究

道路网络形态及线路布局对促进城市空间格局拓展优化具有重要意义.提出一种基于节点重要度、交通区位线等传统方法基础上融合空间大数据分析的路网布局方法,首先通过Python语言平台及网络爬虫算法抓取规划区内的开源POI(兴趣点)数据,利用GIS空间计算分析城市空间和节点态势,然后融合多源数据识别交通走廊(交通区位线),最后结合国土空间结构提出路网布局形态和协调布局方案.以佛山市快速路网规划为例,结果表明方法融合POI大数据空间分析,定量与定性相结合,能够对传统方法进行有效的数据弥合.     

无线传感器网络的多项式密钥预分配协议设计探讨

无线传感器网络中,网络安全通信已逐步得到网络构架人员和研究人员的重视,密钥分配协议对于无线传感器网络的安全传输起着基础性作用.由于传感器网络大规模、节点资源非常受限、分布式等特点,传统的基于公钥和可信任的密钥分配中心等方式已不再实用,当前主要的传感器密钥分配协议都可认为属于预分配密钥管理协议.文中主要论述了目前比较典型的几类密钥预分配协议,并在该类协议基础上提出更高性能的多项式密钥预分配协议.     

无线传感器网络的安全结构研究

本文提出一种三层无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,简称WSNs)的安全数据通讯结构,该结构使网络能在敌对的环境中正确地工作;为了确保网络的安全性,我们定义一个在整个网络中支持三种类型密钥的管理方案;考虑到能量和传感器节点硬件的限制,提出低复杂度的数据加密和证明法则.这种结构满足了无线传感器网络的能量有效和安全性要求.     

基于无线传感器网络的桥梁安全监测系统研究

根据桥梁安全参数的监测要求,提出了基于无线传感器网络技术的桥梁安全监测系统的实现方案;阐述了系统的总体结构及工作原理,并对节点的设置、分簇和拥塞控制等关键技术进行了讨论.