人工杨树林大气环境智能监测及数据分析

光照、温度、水分是植物生长的重要要素。为研究杨树人工林不同间伐密度下生长与环境的关系,在江苏宝应湖湿地公园选取100亩人工杨树林进行布点,将采集节点放置在不同的间伐区,通过构建无线传感网络,采集监测区内的环境数据,并汇聚到网关节点,再通过3G模块发送至数据服务器,实时监测树林内的生态环境参数。长期监测过程中发现低电池电压、温度变化等参数影响数据传送,造成丢包,影响日后数据分析,为此应用卡尔曼滤波算法对丢包数据进行预测修正,得到数据的最佳估计值。

Cortex-M3的生态物联网数据采集分站设计

以Cortex-M3处理器LM3S811为核心,设计了面向森林生态监测的物联网数据采集终端分站系统。通过单总线数字式温湿度传感器、烟雾传感器、CO2传感器和环境光亮度传感器分别采集温度、湿度、可燃性颗粒物、CO2含量和光照等与林木生态相关的环境信息和林场防火的相关信息。由LM3S811处理器处理并添加分站ID和校验码后,采用无线模块传送给服务器。

植物生长远程图像监测系统的设计与实现

近年来,随着微机电系统(MEMS)技术的快速发展,无线传感网(WSN)对人们的生产生活产生了深远影响。因此,提出一种新型的基于无线多媒体传感网(WMSN)的植物生长环境远程图像监测系统。该系统集成ZigBee技术及移动蜂窝网络,建立了集图像采集节点、无线网关节点和远程服务器于一身的多层次网络架构。系统采用摄像头采集植物图像,并通过ZigBee和移动蜂窝网络模块分别进行短距离和远程传送数据。同时,系统采用太阳能电池板及锂电池双供电机制,实现对植物生长环境的远程监测。测试结果表明,系统运行稳定,能够满足植物生长环境远程图像采集的要求。

低开销负载均衡的改进型TORA协议

针对无线传感器网络拓扑快速变化、链路易拥塞断开,存在路由开销大、负载不均衡、网络生命周期短等问题,提出低开销负载均衡的改进型TORA(TORA-p)。通过定义网络变化率参数,自适应调整互联网封装协议(IMEP)中OBM包的最大重发次数,减少不必要的路由维护开销;同时,结合MAC层信息,定义链路可用性优化选路方式,自动平衡网络负载,避免关键路径和节点负载过重而过早死亡和断开。使用truetime2.0平台设定特定的仿真环境,对TORA-p算法的性能进行了详细比较分析,结果表明:TORA-p均衡了网络负载,提升了网络生命周期,同时也减少了路由开销和延时,展现出了较好的数据传输能力。

基于压电陶瓷的材料微小形变测量系统

当外界条件(如温度、湿度、压力等)发生变化时,材料的部分物理特性会有所改变。而这些物理量的微小形变结果对材料的实际使用具有重要的影响。根据压电效应及其逆效应,将压电陶瓷附属在压力传感器的测量端;采用双重反馈测量,以检测样品自由端的变化;并利用单片机控制步进电机和精密丝杆进行反馈调节,可实现材料微小形变的长时间自动跟随精确测量;并可通过计算机软件实时显示和存储参数特性曲线。测量结果表明:测量系统具有全自动、高精度、可长时间值守测量等诸多优势。

基于熵权法的CRSN软决策协作频谱感知方法

在实际的无线环境中,阴影和衰落的影响会导致传感节点接收到的信号具有不同的特征。因此,深度衰落中的一些协作节点会出现严重的漏检,这将影响融合操作的最终结果。针对上述问题,提出一种基于熵权法的认知无线传感网(cognitive radio sensor network,CRSN)软决策协作频谱感知方法。该方法将传感器节点组织成逻辑组,以获得能源效率和传感性能的提高,在接收到来自所有成员节点的软传感信息后,簇头采用等增益的软融合来进行簇间融合,然后将局部决策转发给融合中心,在最终决策过程中,采用熵权法为相应的聚类局部决策分配最优权值。仿真结果表明,该方法检测概率和总误差概率方面均优于典型的协作频谱感知分簇方案。