土工离心机光纤光栅测试系统及其模型试验研究

光纤光栅传感技术(Fiber Bragg Grating,简称FBG)具有准分布、测量精度高、抗电磁干扰强和实时监测等优点,其传感器可根据监测对象要求小型化。介绍了一套土工离心机光纤光栅测试系统,包括系统的软硬件构成,FBG解调仪,FBG传感器小型化,锚杆、桩基、测斜管以及挡土墙感测模型的制作工艺等。通过一组土工离心机边坡模型试验,验证了该系统应用于土工离心机模型多参量监测的可行性,显示出该系统具有结构简单,测量内容多,测试精度高,量程大,抗电磁干扰强,系统工作稳定,配套光纤光栅传感器重量轻、体积小、可准分布布设、形成整体监测网络等优点,为土工离心机试验监测提供了一种新的手段。

WSNs中基于压缩抽样的事件检测算法

针对无线传感网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)监测突发事件及节点能量受限问题,提出基于压缩抽样的事件检测算法。该算法充分利用压缩感知技术在以稀疏数据重构原始数据方面上的优势。先收集活动节点数据,再对这些数据进行随机抽样。再由簇头利用压缩感知技术融合这些抽样数据,进而减少节点传输的数据量,提高网络寿命。同时,该算法引用伪概率-感测模型。通过该模型确保对事件的联合感测概率总是大于预定的阈值。仿真结果表明,提出的算法在网络寿命、能耗方面具有良好的性能。

异构不规则无线传感器网络的定位算法

异构WSN节点在感知对象时由于遮蔽效应引起感测半径不规则,为了解决传播路径上的因障碍物遮挡引起的损耗,先求出传感器节点的感知半径,再利用Fuzzy集中最大最小法求出贴近度;然后选出一定数量满足实际需要的最大的前k个节点构成区域,求出该区域的质心坐标,即为定位坐标,为了降低算法复杂度,提出了近似算法,同时对该算法的定位误差进行了分析;最后与SBL算法进行了比较,实验表明,该算法在不同半径时平均定位率均高于SBL算法,并且定位精度随着样本点个数的增加而增大。

最大化有向传感网络寿命的目标覆盖算法

在有向传感网络(Directional Sensor Networks,DSN)中,关于覆盖目标的传统研究主要关注于最大化网络寿命,而忽略了目标覆盖的质量问题,尤其是具有异构覆盖要求的不同目标。为此,提出基于覆盖质量感知的最大化网络寿命(Coverage Quality aware-based Network Lifetime Maximization,CQ-NLM)算法。CQ-NLM算法通过以最少的活动节点数最大化不同目标的覆盖质量,进而提高网络寿命。CQ-NLM算法先通过概率感测模型建立目标的覆盖概率,将剩余能量高的节点优先加入活动候选集。然后,建立目标函数,再由混合整数线性规划求解目标函数,进而提高网络寿命。仿真数据表明,与同类算法相比,提出的CQ-NLM算法以少的活动节点数换取了高的网络寿命。

基于读写器功率扫描的无线射频识别定位

针对无线射频识别(RFID)的室内定位问题,提出一种基于读写器功率扫描的超高频射频识别标签定位方案。通过自由空间的电磁波路径损耗经验模型和Friis传输方程,建立读写器天线功率与当前功率感测范围直径的关系模型。分别使用多个天线进行定位比较,并分析影响系统定位精度的因素。实验结果表明,与使用2个天线相比,使用3个天线可将平均定位误差由57 cm减小到18 cm,且定位误差小于25 cm的概率大于90%。同时,减小读写器功率变化的步长也可显著降低定位误差。