无线传感器网络及其MAC协议

无线传感器网络是一种传统传感器技术结合无线网络技术的新型技术。介绍了无线传感器的体系结构、应用领域和系统特点,最后比较了无线传感器的相关MAC协议。     

面向无线体域网的能耗控制路由算法研究

无线体域网传感器节点的能量是有限的,如何优化体域网的路由选择,降低网络能耗成为无线体域网路由算法设计的关键。目前,常用于无线体域网的动态源路由算法DSR虽能够顺利完成数据传递,但存在能耗较高的问题。因此,在DSR的基础上,提出了一种基于能耗控制的路由算法ECC DSR。该路由算法采用节点独立性传输链路,并综合考虑路由路径跳数、节点发射功率与剩余能量,动态调整路由,从而使路由在传输数据时可以充分利用网络中的资源。仿真结果表明,ECC DSR协议能够降低无线体域网的能耗,延长网络生存期。     

基于MAC的无线传感器协议的改进

无线传感器TEEM(Traffic aware,Energy efficient MAC)协议是在MAC协议基础上以节量为目的流量自适应的协议.针对S-MAC(sensor MAC)协议的定期监听/睡眠模式中存在的耗能大的缺点,提出T-MAC(timeour MAC)协议.该协议是可以实现节点消息的自适应功能,从而降低耗能.仿真实验结果表明:该协议能效高,稳定性好.     

Ad Hoc无线体域网的时间同步协议研究与仿真

无线体域网是最新出现的一种网络结构,其主要针对人体内,体外以及近人体的传感器和终端之间的信息传输。最新的IEEE 802.15.6协议便是针对此类网络专门提出的指南和规则。Ad Hoc网络虽然不是主流的无线体域网组网方式,但是因为其的便利性以及整个网络的有效不依赖于中心节点的特点,拓宽了无线体域网的使用领域。时间同步是Ad Hoc网络顺利工作的重要前提,针对Ad Hoc无线体域网,本文提出了一个时间同步协议,并在实时系统自动验证工具UPPAAL平台上实现了该协议的仿真,最后的结果证明该同步协议设计过程合理,实际运行结果有效。     

无线传感器网络周期休眠侦听MAC协议设计

无线传感器网络是一种新型的、无基础设施的、自组织的网络系统。随着传感器技术的进步,无线传感器网络发展迅猛。在理论研究和产业上都备受关注。它具有广泛的应用前景,可用于军事、医疗、环境检测、灾难救助、紧急搜索等方面。由于无线传感器网络的传感器节点能量有限,需要有效的可休眠MAC协议来保持能量的高效利用．因此周期休眠侦听MAC协议成为无线传感器网络研究的重要方向之一。     

基于IEEE 802.15.6标准无线体域网的跨层重传策略研究

由于受人体姿势与动作影响,无线体域网传感器节点与Hub节点通信会出现阴影效应,导致收发端数据传输失败率高,数据帧重传成功率低,同时多次数据重传造成额外能量消耗。为了提高数据重传成功率,减少网络节点能量消耗,提出基于IEEE802.15.6标准的跨层重传策略,通过分析失败数据帧在物理层的信号特征,探究传送失败的原因,并设计MAC层重传方案。实验结果表明,与IEEE802.15.6标准相比,基于IEEE802.15.6的无线体域网跨层重传策略帧重传成功率更高,功率消耗更低,不仅可以提高数据帧重传成功率,改善网络失帧率,而且能够延长无线体域网节点使用寿命。     

基于时隙分片原理的无线传感器MAC协议

通过对WSN的S-MAC协议分析,结合D-MAC协议的激活时序交错的同步休眠机制,提出了一种基于时隙分片原理的高效节能、低延时的改进S-MAC协议。给出协议的具体算法的实现步骤和数据帧长的设置,改进后的协议通过规定节点参与时隙竞争的顺序,避免了时隙冲突的发生。仿真测试结果验证了算法的正确性,在平均能耗、时延等方面优于S-MAC协议。     

无线体域网安全路由算法设计与仿真

为提高无线体域网时延和安全性能,提出一种基于马尔科夫链的无线体域网低时延安全路由选择算法.该算法基于马尔科夫决策模型,将以安全中断概率为约束的路由选择问题转换为寻找动态系统最小时延成本的控制策略问题进行建模,采用拉格朗日乘子法将该优化问题转换为无约束优化问题,并根据贝尔曼优化理论中的价值迭代算法,将无约束问题进一步简化...     

无线局域网MAC层协议技术及退避算法

无线局域网是使用最广泛的通信技术之一,不需要铺设线缆,具有可移动性。通过分析MAC层协议技术对无线局域网数据传输效率的影响,探讨提高无线局域网数据传输效率的途径。阐述了MAC层协议技术和退避算法,包括MAC层的组成结构、协议内容以及DFC和CSMA/CA协议的工作原理。通过对传统退避算法进行改进,提高了无线局域网的信道利用效率,进而提升了数据传输速率。MAC层协议技术对无线局域网的数据传输效率有直接影响,通过对其碰撞检测和退避算法进行优化,能有效提升无线局域网的数据传输效率。     

无线传感器网络优化MAC协议及仿真分析

本文分析了无线传感器MAC协议的设计要求以及存在的问题,通过研究传输速率和退避周期对系统吞吐量和能量效益的关系,分别提出了BeMAC协议和PeMAC协议,并且通过仿真软件进行了仿真测试。     

桥梁压力监测无线传输系统研究

桥梁作为我国重要的大型民用基础设施之一,由于自然老化和损伤积累,其安全性和可靠性都存在着巨大隐患,因此桥梁压力监测在事故预警、桥梁建设、桥梁维修养护等领域发挥着重要作用.针对现场采集桥梁压力数据进行远距离无线传输的需求,研究并设计了基于GPRS通信技术的无线数据传输系统作为桥梁压力监测系统中的传输网络.基于GPRS技术的远程在线监测系统是一种基于通用无线分组业务的新型智能化、集成化的自动控制系统.该系统以ARM处理器为核心控制器,集成GPRS无线通信模块用于对实时采集的桥梁压力参数进行无线传输,突破了传统的有线传输模式,实时性强、可靠性高、成本更低、不受地域限制,提高了桥梁信息监测的时效性.     

基于802.11 MAC协议的无线传感器数据流优先级模型

无线传感器网络发展迅速,但还不能区分数据流的优先级.针对这一问题,基于802.11 MAC协议提出了一种有效的改进机制.为了保证高优先级业务获得较快的处理优势,提出引入新的控制组方法,对于优先级的判断通过目的节点来实现.为了证实该机制的效果和对于高优先级的响应效率,该文利用数学分析方法进行了验证.     

无线体域网中改进的联合中继选择和发射功率控制算法

无线体域网(WBANs)的运行面临着来自其他WBANs的无线电信道干扰以及传感器的电池容量和寿命两大挑战,然而现有的研究方案不能很好地解决这一问题,为了延长网络寿命,提升WBAN通信的稳健性,文中以多个WBANs的共存场景作为系统模型,提出一种联合中继选择和发射功率控制算法。该算法为WBANs向可直接到达集线器的链路增加两个双跳中继链路,以便提供分集增益,并向传感器和中继节点集成了无线发射功率控制机制。仿真结果表明,当多个WBANs需要共存时,所提算法可显著延长传感器电池寿命,抑制干扰,即使与0 d Bm恒定直接链路无线传输机制相比,所提算法也有优异性能。此外,从SINR中断概率来看,所提算法在维持较好可靠性的同时,可将电路功耗降低60%。     

基于无线传输的电机温度监测系统设计

针对电机温度采集采用电缆连接复杂、易受电磁干扰等问题,设计了一种基于STC12LE5A16AD单片机的电机绕组端部、轴承温度检测以及单片射频发射器芯片NRF905构成的无线传输系统.给出了单片机控制的系统硬件电路结构、软件框图及其实现方法.通过PT100铂电阻检测电机不同部位的温度信息,获得实时电机温度变化信号,并将数据无线传输到监测中心.实验表明,该系统精度高、抗干扰能力强、测量范围宽,精确度和稳定性均可满足实际要求.     

无线传感器网络中的MAC协议研究

为研究无线传感器网对能耗的要求,提出一种无线传感器网媒体接入控制协议.通过分析各类MAC典型协议特点,归纳其设计原则和分类方法,比较各协议间的性能差异,给出MAC协议的设计策略.     

无线自组网MAC层协议典型的退避算法分析与仿真

MAC层协议的退避算法对Ad Hoc网络的性能有着重要的影响,研究不同退避算法的性能,对协议在实际网络中能否具体应用具有重要意义。文章介绍了Ad Hoc网络BEB退避算法和MILD退避算法的原理,分析了退避算法中几个主要参数对网络性能的影响,并利用OPNET软件对两种退避算法的性能进行了仿真,从而为实际网络环境下评估MAC层协议的性能提供参考。     

激光无线能量传输用低纹波半导体激光器驱动电源

提出1种并联型开关线性复合结构的半导体激光器(laser diode,LD)驱动电源及其相应的控制策略。由于激光能量传输系统中LD驱动电源一般采用线性电源来满足其对输入电流低纹波的要求,而在大功率能量传输的场合,线性电源效率较低,限制了激光传能系统的发展和应用,故用高效率的开关电源代替传统的线性电源作为驱动电源。为补偿开关电源的输出电流纹波,采用高线性度的线性放大器与开关电源并联来抑制电源的输出电流纹波。为保证电源效率,开关电源采样线性放大器的输出电流并将其限制在0附近波动,以此提供绝大部分的负载功率。为保证电源输出电流的低纹波,线性放大器直接采样电源的输出电流来抑制开关电流纹波。此外,为实现良好的补偿效果,还对其电流环路进行了理论分析和设计。最后搭建了1台原理样机,通过实验使得电源的输出电流纹波减少了95%,为输出电流的1.2%。     

基于无线传输的岸海训练网络环路分析与对策

无线局域网在接入岸基IP核心网过程中,经常出现信息传输网络中断,影响部队训练。通过深入研究和分析,定位了故障产生原因,采取更改STP模式、人工指定根桥、开启根保护等解决措施,避免了MAC地址漂移以及网络环路现象的发生,减少了有线与无线互联中断次数,缩短了网络收敛时间。实践证明,以上措施能解决岸海训练网络环路导致的网络中断问题,提高了数据传输效率和军事训练效益。     

基于无线传输的分布式室内空气质量监测系统

针对现有室内空气质量检测仪无法满足大型建筑室内空气质量多点及实时监测要求的缺陷,设计了一种基于无线传输的分布式室内空气质量监测系统。该系统采用单主机和多分机结构,以STC12C5A32S2单片机为控制核心,通过将SHT10温湿度传感器和QS-01空气质量传感器相结合测量空气质量指数,并使用nRF905无线通信模块实现主机与各分机之间的数据通信和监控,特别适合于大型商场、娱乐场所以及工业场所的空气质量分布式、实时监测。     

一种支持移动Sink的无线传感器网络路由协议

节能是无线传感器网络路由算法设计的一个核心问题。针对TTDD算法的不足,提出一种利用K-means聚类来构建层次路由的算法,并减少因sink移动的路由重建而造成的能量浪费。仿真结果表明该算法比TTDD更能节省能耗。