基于时空多样性编码的低轮值无线传感器网络可靠传输算法

提出了适用于低轮值无线传感器网络的可靠传输算法,主要特点是发掘并利用低轮值无线传感器网络特有的时空相关性,结合编码机制以获得较高的能量效率和较低的传输时延。针对编码块在多条路径上的最优分配问题进行了建模。由于求解最优策略是NP难题,给出了近似算法,并通过仿真分析了不同参数对近似算法的影响。仿真结果表明,基于时空多样性编码的分配算法能够在较低的能量开销条件下,实现低时延的可靠传输。

基于低轮值不可靠无线传感器网络的数据收集加速机制研究

为了最大限度地延长无线传感器网络的工作时间,网络中的节点需工作在低轮值模式下.由于工作于低轮值模式的节点大部分时间都处于睡眠状态,为了发送数据,节点需要等待较长的睡眠延时.当网络规模变大后,数据递交延时将变得非常大.另外,无线通信链路的不可靠性又使得递交率降低的同时进一步增加了递交时延.针对不可靠低轮值无线传感器网络所具有的特性,综合考虑了不可靠链路和低轮值的影响,给出了纠删编码在多条路径上的分配策略,从而在保证能量效率和较高递交率的前提下极大地减少了递交时延.仿真分析表明提出的算法以递交率轻微降低的代价获取了递交时延的显著下降.

基于UWB技术的矿井低功耗无线传感器网络研究

针对煤矿井下各类参数有线监测系统的布线复杂、维护困难、扩展性差等问题,基于UWB技术研究了矿井低功耗无线传感器网络,采用STM32L151微处理器和DW1000芯片设计了具有自动组网、数据多跳传输和测量距离等功能的传感器节点。详细介绍了矿井低功耗无线传感器网络的组网机制、传感器数据多跳传输技术和低功耗休眠算法等关键技术。试验结果表明,传感器节点入网时间与网络深度成正比,网络深度每增加1级,入网时间就增加1个数据传输周期;传感器数据传输时延不超过1 s,通信距离可达100 m,未入网时的平均工作电流为230μA,已入网时的平均工作电流为680μA。该无线传感器网络为煤矿安全监测系统提供了一种低功耗、低成本且高可靠性的数据传输通道和平台。

低功耗无线传感器网络在电力系统监测中的应用与优化

随着电力系统规模的不断扩大,对其进行实时监控和精细管理变得尤为迫切,而低功耗的无线感知阵列作为高效的监管工具,在电网监管领域得到了广泛应用。文章阐述了WSN技术的工作机制及其在电力系统监管方面的实际应用,分析了电力系统监管的内在需求,对比了传统监管手段的不足,探讨了如何布署低功耗的WSN,以及如何从中采集数据、进行传输,实现实时监控与精准故障诊断,并提出了一套针对低功耗WSN的性能提升方案。

低占空比、低碰撞的异步无线传感器网络MAC协议

提高信道监听质量是降低能量消耗和提高通信效率的有效方法。提出了一种低占空比、低碰撞的PB-MAC(predict-base MAC)协议。通过发送节点精确预测接收节点的唤醒时间,降低占空比;采用基于预测的重建连接机制和数据重传机制,有效地避免碰撞和实现高效重传。OMNet++仿真实验结果表明:在50节点随机网络中,PB-MAC的平均占空比、发送消息耗能和平均碰撞次数分别比RI-MAC少68.60%、24.75%、68.05%,比X-MAC少64.39%、64.05%、70.54%。同时,在网格网络中PB-MAC的性能也优于RI-MAC和X-MAC。

无线传感器网络低功耗设计综述

无线传感器网络(W SN)综合了传感器技术、嵌入式技术、分布式信息处理技术和网络通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集各种环境对象的信息,并将信息传递给系统用户主机进行分析、处理。W SN中的节点,具有感知和路由的功能,在实际的应用中,功耗是影响节点工作寿命的关键因素。为实现一种低功耗的W SN,可以从W SN的体系结构、传感器节点以及网络各层次通信协议等角度去设计实现。在该领域还存在一些亟待解决的问题。

一种低功耗无线传感器网络节点的设计

无线传感网络中的节点,具有感知和路由的功能,是构成无线传感器网络的基本单元,功耗是影响其工作寿命的关键因素。为此,在对构成传感器节点的模块比较、选择基础上,使用了微控制器MSP430F149,结合外围的低功耗传感器ADT7301和无线射频模块nRF2401,并通过有效的电源管理和软件设计,实现了一种超低功耗的无线传感器网络节点。该节点非常适合无线传感器网络的应用,具有集成度高、微型化、体积小、功耗低等特点。

低功耗射频唤醒无线传感器网络设计

针对无线传感器网络采用睡眠/唤醒机制来实现低功耗时,不可避免地引起网络响应时延的问题.在波束供电技术的基础上提出了无线传感器网络低功耗射频唤醒机制,给出了低功耗射频唤醒无线传感器网络节点的硬件结构和详细设计.节点通过从电磁波中获取能量来及时地唤醒自己,以达到提高实时性的目的.性能分析表明低功耗射频唤醒无线传感器网络节点比采用传统睡眠/唤醒机制的节点具有更高的实时性和更低的功耗.

低功耗无线传感器网络节点的设计与实现

为降低传感器网络节点的能耗,设计实现基于EFM32TG842微控制器和CC2520射频(RF)芯片的无线传感器网络节点。为进一步降低节点软件层能耗,将Contiki操作系统移植到节点硬件平台,设计实现低功耗应用进程。对节点不同运行模式的电流进行测量,检测节点的能耗。测量结果表明,该方案降低了节点的能量消耗,有效延长了节点工作时间。

基于ZigBee的低功耗无线传感器网络改进协议

如何降低无线传感器网络(WSNs)节点的能耗来延长网络寿命是非常重要的,无线网路的性能主要取决于MAC协议,若要降低节点能耗,合理的设计与改进MAC协议就成为一个关键性问题。主要介绍了无线传感器网络中的ZigBee技术发展与应用,针对相关能耗问题,将延迟测量时间同步(DMTS)算法融入到ZigBee网络中,同时引入了基于S-MAC协议机制的周期性侦听/睡眠、碰撞避免等措施对协议进行改进,通过仿真与基本协议进行比较。仿真结果表明:改进的协议能够有效降低网络节点能耗。

一种无线传感器网络低功耗节点的设计

节点的功耗大小决定着整个无线传感器网络的生命周期,因此,节点的低功耗设计尤为重要;在简单介绍分析各节点设计解决方案及其特点的基础上,分析了无线传感网络系统中低功耗节点设计方案、关键芯片选择、设计及其实现,重点阐述了低功耗控制设计及其实现方法,最后,完成了不同工作条件下的节点消耗电流测量和分析;实验结果表明,提出的节点设计方案在保证低功耗特性的同时,兼具良好通信性能。

低功耗无线传感器网络终端节点设计

针对无线传感器网络(WSN)节点的能量有限的缺点,利用超低功耗MCU作为主控器件,采用工作模式和睡眠模式交替工作的软件协议,设计出低功耗的WSN终端节点.组网测试表明,该网络能正确组网,在3 V电源供电条件下,样机正常工作时发送电流小于15 mA,接收电流小于7 mA,休眠时电流小于65μA,实现低功耗设计目的.

基于分簇的低功耗多跳无线传感器网络层次时间同步算法

针对典型时间同步算法在应用于多跳无线传感器网络(WSN)时主要集中于提高网络同步精度而忽略能耗、路径跳数、误差累积等问题,提出一种基于分簇的低功耗多跳WSN层次时间同步算法。该算法基于分簇的层次型网络结构,选取某一簇内节点与簇头进行双向同步,其邻居节点通过被动监听方式间接完成同步,减少了数据包传输数量,且数字签名方式保证了消息传输的安全性;引用了同步分组延迟的周期更新系数,以进一步减少报文开销。仿真结果表明,算法有效地降低了能量消耗,提高了网络寿命,具有一定的实用性。

基于nRF24L01的超低功耗无线传感器网络节点设计

基于低功耗nRF24L01无线收发器和MSP430F449单片机,采用短时突发式无线发射技术和低功耗休眠机制,设计一种超低功耗的传感器节点。测量结果表明,在电源电压为3.3V、平均数据率为1kb/s、发送功率为OdBmW、传输距离为10m、误帧率为0.12%时,本系统平均功耗约42μW,可以应用于光照、振动、热和气流等环境能量供电的无线传感器网络。

低功耗机械振动无线传感器网络节点结构设计

针对目前机械振动无线传感器网络节点能耗高的问题,提出一种低功耗节点硬件结构设计方法。采用低功耗、高灵敏度MEMS加速度传感器采集机械振动信号,简化电源及调理电路;采用通带可调的开关电容低通滤波器,实现低功耗动态抗混叠滤波;在充分考虑存储速度的前提下,采用低读写电流的外部Flash存储芯片实现连续、高速数字信号流的存储;采用片上系统级芯片作为整体控制核心,集采集、存储、无线传输于一体,在保证机械振动信号采集性能的同时,极大的减小节点体积与功耗。对比实验结果表明基于该低功耗硬件结构的机械振动无线传感器网络节点具有较低的功耗水平。

SEEL:无线传感器网络下自适应、低延迟的节能媒质接入控制协议

无线传感器网络有着广泛的应用前景,然而由于传感器节点能量有限,因此传感器网络上运行的协议必须具备能量有效性以获得较长的生命周期.而媒质接入控制子层是节点能量消耗的主要所在,因此无线传感器网络设计的关键问题之一是媒质的接入控制.提出了一种自适应低延迟的节能MAC协议——SEEL协议,根据当前的网络负载自适应地调节竞争窗口的大小,从而减小节点数据传送的碰撞几率和由于碰撞而导致的能量消耗;采用了快速退避机制,减少了节点在退避过程中的空闲监听时间;扩展了RTS/CTS消息机制,可减少节点在每帧活动阶段的时间以及减小数据的延迟,两者都能节约能量的使用.实验结果显示,SEEL协议具有比S-MAC和TEEM协议更好的性能.

低功耗无线传感器网络节点设计与实现

本文设计并实现了低功耗无线传感器网络节点.首先分析比较了现有的各种节点设计方案,选取低功耗芯片,设计了基于MSP430F149处理器和nRF24L01+无线收发芯片的低功耗节点设计方案,并提出了低功耗能量管理策略,最后对节点的能量消耗进行了仔细测试和分析.实验结果表明,提出的节点设计方案和能量管理策略能够实现节点的低功耗工作.

无线传感器网络节点低功耗设计策略

为了降低无线传感器网络节点的功耗,从硬件和软件方面论述了节点的低功耗设计策略,包括传感器、单片机、无线通信模块等器件选择原则,采取降低单片机工作电压、工作频率的方法和增加无线模块睡眠时间,减少软件运行时间等措施。设计了基于MSP430F449单片机与CC2420无线通信模块的传感器节点。测试表明,按照低功耗策略组建的节点在智能化节能温室无线监控系统中应用良好,工作稳定可靠,具有突出的低功耗性能,达到预期目的。

低开销的无线传感器网络时间同步算法研究

传统的TPSN时间同步算法虽然能快速而高效地同步网络上节点的时间,但是在节点频繁加入和失效的情况下,其效率低下。针对以上不足,提出了一种改进的无线传感器网络时间同步算法———ITPSN。该算法不需要构建网络的拓扑结构,能高效地处理网络中节点加入和节点失效情况下的时间同步。实验结果表明,该算法明显提高了网络的健壮性,在节点密集部署的情况下,减少了节点的能量消耗,从而提高了节点的使用寿命。

基于竞争与TDMA的低时延无线传感器网络MAC协议

针对经典无线传感器网络(WSNs)S-MAC协议的累积睡眠延迟问题,提出了一种基于竞争与时分复用(TDMA)方式混合的低时延LH-MAC协议。LH-MAC根据包的传输跳数,提供不同优先级的接入服务,使已完成多跳传输的包以更大的概率接入信道,实现较远节点的低时延传输目标。仿真比较SMAC与LH-MAC的平均延迟和能耗,表明LH-MAC在保持能量高效前提下,有效降低了端到端时延。