能量均衡自适应压缩感知在船舶无线传感网络中的研究

传感器与射频技术不断发展,无线传感网络在海洋开发、航运及军事中的应用越来越多。无线传感网络是集数据采集、信号传输、算法处理于一体的网络,与陆地相比,传感节点的能量供给不方便,随着采集传输数据量的增加,网络生命周期越来越短。同时无线传感网络由于利用分布式的多传感器节点,数据采集的冗余度较高。本文利用压缩感知技术对原始数据进行压缩重构,降低数据维度,并通过负载均衡提高各节点能量利用率及网络生命周期。     

基于动态聚簇结构的无线传感网络在海上通信中的应用

无线传感网络在海上无线通信系统中的应用越来越广泛,而受到海上环境的影响,网络的能量消耗及生命周期是衡量海上无线传感网络最重要的性能参数。传统无线传感网络的数据传输在单个节点之间进行传递,效率较低,而现有的基于簇结构的无线传感网络,把传感网络中的所有传感器节点按照一定的逻辑结构进行划分,增加了系统的传输效率。本文在研究现有的无线传感网络基础上,提出一种基于动态聚簇结构的无线传感网络,并进行仿真。     

无线传感网络在海上作战定位系统中的作用

对舰船位置的精确定位及信息反馈在现代化海上作战指挥系统中尤为重要。无线传感网络由众多具有数据采集、信息处理及无线通信传感器节点组成的网络,它作为海上目标定位及信息传输关键网络在作战中起到关键作用。本文首先分析海上作战无线传感网络结构,研究了网络的可靠性、安全性及定位精确性问题。最后设计一种RSSI传感网络稳定定位方法,通过对采集信息的分层采样及对无线传感网络的离散化处理,提高了定位精度。     

水下传感网络拓扑结构的稳定性控制方法

为了提高水下传感网络拓扑结构的稳定性,降低网络输出的误比特率,进行网络拓扑结构稳定性控制,提出一种基于节点连通性测试和均衡控制的水下传感网络拓扑结构的稳定性控制方法,采用分层路由协议构建水下传感网络的拓扑结构,采用连通性测试方法进行水下传感网络的链路均衡性配置,实现传感器节点的优化部署,传感器节点进行能量均衡控制,提高网络拓扑结构的稳定性。仿真结果表明,该控制方法能降低水下传感网络的能量开销,网络的输出误比特率较低,稳定性更好。     

海上无线传感网络的高精度数据采集算法研究

随着船联网技术的发展,无线传感网络WSN在海上信息领域得到广泛应用,其主要用于数据采集、融合、发送及处理。无线传感网络WSN基于多跳的自反馈网络,较易受到海上环境的干扰,且在网络中存在大量重复覆盖范围,这些导致节点数据采集精确降低。本文对现有传感网络架构进行研究,设计一种多层次树形拓扑结构,提高了采集数据精度。     

遗传算法在海上无线传感器优化配置中的应用

为了提高海上无线传感器的自动配置和节点优化部署能力,提出基于遗传算法的海上无线传感器优化配置方法。构建海上无线传感器的节点均衡部署模型,采用传感器输出终端链路均衡配置方法进行海上无线传感器节点的均衡控制和自适应调节,建立海上无线传感器节点的自动轮询控制协议算法,结合自适应加权控制的方法进行海上无线传感器节点的负载均衡调节,结合功耗抑制方法降低海上无线传感器的能量开销,在遗传算法寻优下,实现海上无线传感器的节点优化配置和信道均衡设计。仿真结果表明,采用该方法进行海上无线传感器配置和节点部署的自适应性较好,均衡覆盖能力较强,提高了传感器网络的稳定性和寿命周期。     

基于嵌入式的海洋运输环境数据采集与动态监控节点设计

为保障海上船舶运输数据的有效采集和监控,需要对海上船舶运输数据环境监控系统进行设计。采用当前算法进行监控时,存在监测范围小、成本高、功耗高、实时性低等问题。为此,提出一种低功耗适用于海洋运输环境的物联网动态监控的节点设计方案。该方案先定义基于物联网的海上船舶运输环境数据监控系统模型,将此系统模型分为无线传感网络、汇聚节点和监控中心,在此基础上对传感器节点、汇聚节点以及监控中心的硬件均进行设计,并给出基于ZigBee技术的无线传感器组网过程,设计出基于物联网的海上船舶运输环境数据监控系统。实验结果表明,该方法能够对海洋环境信息进行数据采集和动态监控,具有低成本、功耗低和丢包率低等方面的优点,具有可行性。     

基于嵌入式的海洋运输环境数据采集与动态监控节点设计

为保障海上船舶运输数据的有效采集和监控,需要对海上船舶运输数据环境监控系统进行设计。采用当前算法进行监控时,存在监测范围小、成本高、功耗高、实时性低等问题。为此,提出一种低功耗适用于海洋运输环境的物联网动态监控的节点设计方案。该方案先定义基于物联网的海上船舶运输环境数据监控系统模型,将此系统模型分为无线传感网络、汇聚节点和监控中心,在此基础上对传感器节点、汇聚节点以及监控中心的硬件均进行设计,并给出基于ZigBee技术的无线传感器组网过程,设计出基于物联网的海上船舶运输环境数据监控系统。实验结果表明,该方法能够对海洋环境信息进行数据采集和动态监控,具有低成本、功耗低和丢包率低等方面的优点,具有可行性。     

卡尔曼滤波在船舶无线传感网络节点定位中的应用

基于无线传感网络的信号传输在海航及海上开发中的应用越来越广,无线节点定位精度对网络的通信性能有较大的影响,无线传感网络中的节点定位技术是海上通信领域研究的重要方向。RSSI是一种利用传感器节点信号强度的定位测量方法,但由于海上的噪声干扰及地形影响,其定位精确度较低,已经越来越不能适应无线传感网络节点定位精度要求。本文将卡尔曼滤波算法应用到以信号强度为观测值的节点定位中,极大地提高了定位精度。     

船舶无线传感网络的能耗均衡路由算法设计

为了提高船舶无线传感网络的连通性能,针对传统量化传导协议容易导致路由冲突的问题,提出一种基于能耗均衡的路由算法。构建船舶无线传感网络的节点分布拓扑结构,根据传感网络各个节点的能量开销构建路由连通性代价约束参量模型,采用拥塞控制方法进行船舶无线传感网络路由的防冲突设计,以能耗均衡为控制目标函数,实现船舶无线传感网络的能耗均衡拓扑控制,实现路由优化设计。仿真结果表明,采用该方法进行船舶无线传感网络的路由算法设计,能有效降低各个节点的能量开销,提高网络的寿命和连通性。