用于无线传感器网络的节能路由模型与仿真 马 震,刘 云,沈 波 (北京交通大学通信与信息系统北京市重点实验室,北京100044) 摘 要:针对多跳无线传感器网络中传感器节点能耗不均衡的问题,本文提出了一种节能路由模型 EER ,并对模型进行了分析与仿真. EER 在网络中动态划分节点簇,动态建立簇头节点到sink 点的 多跳路由,通过非线性算法控制节点簇的尺寸,采用局部信息汇聚与汇聚信息多跳传递相结合的方 式向sink 点传递数据,从而达到平衡节点能耗的目的. 仿真结果表明,EER 在建立无线传感器网络 节点到sink 点的节能路由、平衡无线传感器网络节点的能耗和延长整个网络生命期等方面,都有 较好的性能. 与L EACH 相比,节点数量下降10 ％的时间延长了019 倍.
上传时间： 2017-02-04
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随着现在高科技的进步，人们的生活水平有了很大的提高。对环境的婴求也越来越高，环境问题开始得到社会的重视。目前，环境监测发展的个重要方向是开发适合中国国情、价格低廉的远程监测系统，而环境监测系统中极为重要的一部分就是如何获得环境参数，只有获得环境参数才能进行后面的分析、决策工作，无线传感器网络能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，并传达给用户，具有可快速部署、无人值守，功耗低、成本低等优点，十分适合应用于环境监测系统本文基于 ZisBee协议设计了用于环境监测的无线传感器网络节点，该节点采用超低功耗的MSP430单片机和CC242024G射频芯片，并移植了完全符合 ZigBee2006标准的协议栈，在协议栈上运行自己的脸测程序，能够实时地采集周围环境的温度，湿度和大气压力，并自动校正，将测量的数据通过无线传感器网络传输给下一个节点。该节点体积小，功耗低，并且具有兼容性，能够和不同件平台混合组网，实现应用层的完全致，不但方便了程序开发，而且能使灵活组网，实现zgBe网络的最大优化本文主要对环境监测无线传感器网络的节点的软硬件设计进行了介绍，硬件方面重点介绍了数据采集模块，数据处理模块的接口设计，无线讯模块的板上天线设计、巴伦电路和高频电路设计要点。软件方面重点介绍了测量程序的设计，CC2420无线通讯程序的设计，板上移植的 Z-Stack结构，以及针对环境监测的应用所进行的开发。最后对节点进行了组网实验，将设计节点和CC2430节点故在一起组网，通过 Packet Stiller工具对通讯信息进行监控和解析。实验证明了混合组网的完全可行性，并且通讯良好，信号稳定关键词：无线传感器网络，ZigBee，，环境监测，MSP43，CC2420
上传时间： 2022-03-14
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无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是由大量传感器节点组成，这些节点部署在监测区域内通过无线通信方式，形成的一个多跳自组织的网络。整个网络的作用是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中监测对象的信息，并发送给观察者，可广泛应用于环境监测、医疗护理、军事、商业等多个领域。 媒体访问控制（Medium Access Control，MAC）协议处于无线传感器网络协议的物理层和路由层之间，用于在传感器节点间公平有效地共享通信媒介，对传感器网络的性能有较大影响。与传统无线网络不同，提高能量效率和可扩展性是无线传感器网络MAC协议设计的主要目标。 本文主要阐述基于FPGA对IEEE802．15．4 MAC层功能的实现。首先介绍了无线传感器网络的体系结构、MAC协议的设计要求以及已有的MAC层协议，讨论了无线传感器网络MAC层的主要要求和功能。然后详细介绍和分析了IEEE802．15．4的MAC协议，并在此基础上，通过NS2平台对MAC层协议进行了仿真，研究不同网络负荷下信道访问机制的各个参数对吞吐量，丢包率，传输延时的影响，分析了隐蔽站问题、确认帧机制。 本文对MAC层中的主要功能，诸如数据收发、帧处理、信道接入方式以及帧检验等提出了基于FPGA的硬件解决方法。设计选用硬件描述语言VerilogHDL，在QuartusⅡ中完成模块的综合和布局布线，在QuartusⅡ和Modelsim中进行时序仿真验证，最终下载到自主设计Altera公司的Cyclone开发板中。 对设计的验证采取的是由里及外的方式，先对系统主模块的功能进行验证，然后下载到与CC2430开发板相连接的FPGA中对设计进行验证测试。验证流程是功能仿真、时序仿真和板级调试，最终通过测试，验证了该设计的功能。测试结果表明，该模块能满足无线传感器网络低速率应用环境的需要，具有优良的扩展性能，达到了预期的设计目标。
上传时间： 2013-06-14
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随着21世纪的到来,计算机技术,信息处理技术,半导体技术和网络技术不断发展,人类社会进入了信息化时代。与此同时,无线视频传感器网络也得到了突飞猛进的发展,成为当今国际上备受关注的热点研究领域。无线视频传感器网络有着很多的优点和十分广泛的应用前景。在军事,工业,城市管理和监控系统等重要领域都有潜在的使用价值。 无线视频传感器网络有着显著的特征,例如：网络节点能源有限；网络带宽有限；对处理速度要求较高等。由此可见,传统的视频编码标准无法应用于无线视频传感器网络。MPEG-4,H.263,H.264等视频编码标准,全是基于运动估计补偿实现的,计算量十分巨大,在能量,存储空间和处理能力均有限的节点难以实现这类高复杂度的编码算法。 本文针对无线视频传感器网络对视频编码算法的具体需求,提出一种基于运动检测的低复杂度视频编码算法。该算法只对当前编码帧中的运动对象进行编码,并且以面向对象的结构输出码流。实验结果表明,与H.264全I帧编码相比,本文提出的算法编码速度提高了约3倍,编码性能提高了约2dB。与H.264基本档次相比,虽然编码性能略有下降,但是编码速度平均提高了8倍左右。因此,本文提出的算法可以在编码效率和编码速度之间获得很好的折衷,在一定程度上可以满足无线视频传感器网络的需求。 本文选用ALDVK_270作为硬件实验平台。在分析算法结构的同时,结合嵌入式系统的特点,从算法,内存,高级语言和汇编语言等几个方面提出优化方案,最终在ARM嵌入式平台下实现了面向无线视频传感器网络的低复杂度视频编码算法。测试结果表明,与优化前相比,优化后的编码速度有了很大的提高,对于CIF格式的监控视频序列能够满足实时处理的要求。
上传时间： 2013-07-26
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农田信息的及时准确获取是精准农业实施的基础。基于当前无线传感器网络在农田信息采集中的应用现状，提出了设计体积小、成本低、低功耗、工作持续时间长的农田信息采集无线传感器网络节点的必要性。系统采用Atmel公司的低功耗处理器芯片ATmega1281和AT86RF231射频芯片，最终实现了低功耗、低成本、低复杂度的检测系统，通过对温湿度等环境因子的检测，能够达到对作物种植环境进行实时监测的要求。
上传时间： 2014-12-29
上传用户：zczc
为了实现温室大棚内的温度、湿度和CO2浓度的数据采集，设计了一种超低功耗的无线传感器网络系统，解决了传统监测系统布线复杂、维护困难等问题。分析了无线测量节点所采用微控制器、传感器和无线收发器的工作特点以及功耗，描述了无线节点的结构原理，给出了系统软件的设计方案和通信方法。实测结果表明，所设计的系统硬件结构简单可靠，功耗较小，通信距离较远，达到了大棚环境参数测量的设计要求。
上传时间： 2013-12-31
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能耗是制约无线传感器网络节点寿命的关键因素。无线瓦斯传感器节点因其传感元件的功耗远高于无线收发模块和微处理器，从而使其能耗问题更加突出。本文采用宽电压低功耗单片机C61F120和工作状态可控的直流稳压器件ME3101，设计了电源控制电路，以控制节点处于工作/休眠交替状态，降低节点能耗。最后对整个节点电路进行了能耗分析。结果表明，本文所给出的设计方法大大延长了节点的工作寿命。
上传时间： 2013-11-01
上传用户：YUANQINHUI
为满足无线网络技术具有低功耗、节点体积小、网络容量大、网络传输可靠等技术要求，设计了一种以MSP430单片机和CC2420射频收发器组成的无线传感节点。通过分析其节点组成，提出了ZigBee技术中的几种网络拓扑形式，并研究了ZigBee路由算法。针对不同的传输要求形式选用不同的网络拓扑形式可以尽大可能地减少系统成本。同时针对不同网络选用正确的ZigBee路由算法有效地减少了网络能量消耗，提高了系统的可靠性。应用试验表明，采用ZigBee方式通信可以提高传输速率且覆盖范围大，与传统的有线通信方式相比可以节约40%左右的成本。 Abstract: To improve the proposed technical requirements such as low-ower， small nodes， large capacity and reliable network transmission， wireless sensor nodes based on MSP430 MCU and CC2420 RF transceiver were designed. This paper provided network topology of ZigBee technology by analysing the component of the nodes and researched ZigBee routing algorithm. Aiming at different requirements of transmission mode to choose the different network topologies form can most likely reduce the system cost. And aiming at different network to choose the correct ZigBee routing algorithm can effectively reduced the network energy consumption and improved the reliability of the system. Results show that the communication which used ZigBee mode can improve the transmission rate， cover more area and reduce 40% cost compared with traditional wired communications mode.
上传时间： 2013-10-09
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基于ZigBee 无线传感器网络的 谷物监测系统的研究 文/ 陈学川 【摘要】本文构建了一种基于ZigBee 无线传感器网络的谷物实时监测系统。在给出谷物监测系统整体结 构的情况下， 描述了基于CC2430 芯片的网络节点硬件电路， 讨论了网络的数据传输流程， 给出了软件的工 作流程； 本系统能够更加简便的监测谷物仓储的温度、湿度和风压等相关参数的变化， 为现有谷物仓储监测 手段的改进提供了一种可行性较高的方案。 【关键词】无限传感器网络ZigBee 谷物仓储监测软硬件设计
上传时间： 2017-02-04
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本文的主要内容是对无线传感器网络的路由协议的设计，无线传感器网络 节点数量庞大、单个节点资源极其有限，其路由协议设计的首要目标是有效节 约能源，延长网络生命周期。作者分析和比较了国外提出的几种针对无线传感 器网络的路由协议，并借鉴其中的优秀思想，设计出一种基于协商机制的能源 有效性路由协议――NBEERP。
上传时间： 2017-02-06
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