无线传感器网络低功耗分簇路由算法研究

在基于层次路由算法的基础上,提出一种低功耗的分簇路由算法,采用非均匀分簇的网络结构,有效均衡了近基站簇首节点的能量消耗。固定分簇后优先选择剩余能量较多的节点作为新簇首,并采用簇间转发的方式将数据发送到基站。仿真实验表明,改进算法能有效地延长网络的生命周期。

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。

无线传感器网络低功耗混合地址编码算法

无线传感器网络低功耗MAC地址编码设计需要综合考虑地址通信能量开销、地址编码容量、不同地址类型支持等因素的影响。首先分析了现有定长地址编码和哈夫曼地址编码算法的优缺点,给出了地址编码性能评估参数,接着提出了一种混合地址编码算法,仿真结果表明新算法融合了两种地址编码优点,较好地满足了无线传感器网络低功耗MAC地址编码的设计要求。

无线传感器网络低功耗自适应分簇协议

低功耗自适应分簇(LEACH)协议随机循环地选择群首节点将网络能耗平均分配到每个传感器节点中,但并没有考虑每个节点的剩余能量。为了避免能量较少节点因为当选为群首较快消耗能量而过早死亡,提出了一种LEACH-New节能算法,根据能量概率选取剩余能量较多的节点作为群首并确定最佳群首个数,群首收集数据并融合后采用单跳和多跳相结合的方式将数据转发给基站。这样解决了LEACH协议能量较少节点当选为群首和群首负载过重的问题,从而延长网络生存时间。仿真结果表明,改进后算法有效地减少了网络能量消耗,保证了网络负载的平衡。

星形拓扑无线传感器网络低功耗技术研究

针对无线传感器网络在某些特定领域所需的近距离、低功耗无线通信要求,设计并实现了一款基于MSP430F149单片机和CC1100无线芯片的无线通信模块,介绍了系统架构,并从硬件和软件两个方向进行了低功耗优化设计。测试结果表明,利用该无线通信模块设计方案组建的星型网络,具有体积小,功耗低及稳定性高等特点,能满足近距离、低功耗的无线通信要求。

780/868/915MHz频段无线传感器网络低功耗电流复用频率综合器

提出了一种适用于780(中国)/868(欧洲)/915(美国)MHz频段无线传感器网络收发机的低功耗频率综合器,采用电流复用技术使压控振荡器(VCO)和分频器共享偏置电流从而降低了功耗.集成了新型锁定检测门限可编程的锁定检测器用于锁相时间指示.频率综合器采用0.18μm CMOS工艺进行验证和测试.测试结果显示:频率覆盖范围约为770～930 MHz;输出信号频率为868 MHz时带内相位噪声为-87 dBc/Hz,频偏100 kHz和1 MHz处相位噪声分别为-98和-124 dBc/Hz;在不同锁定检测门限下测得锁定时间为91～112μs;在工作电压为1.8 V时,频率综合器工作电流约为3.9 mA.

无线传感器网络低功耗设计策略

无线传感器网络能够对各种环境下的信息对象进行感知、实时监控,并将采集到的信息集成,通过网络通信将汇总的信息传递给用户主机进行分析和处理。由于传感器节点的硬件资源有限,如何采取有效措施降低网络的能耗以延长其工作时间是一个关键的问题。为了降低无线传感器网络节点的功耗,文中从WSN节点软硬件方面论述了无线传感器网络节点相关的低功耗设计方法。

无线传感器网络低功耗MAC协议的研究与应用

无线传感器网络在当今世界是非常流行的一种网络,这种网络摒弃了传统的有线网络,解决了很多有线网络的麻烦和缺陷,为网络带来了新的发展。而低功耗MAC协议则在很多方面巩固了无线传感器网络的地位,帮助它解决很多问题,也促进了无线传感器网络的进一步发展,使得无线传感器网络在现在的网络市场上始终占据着重要位置,不可动摇。

无线传感器网络低功耗多跳广播时钟同步算法

为满足无线传感器网络低功耗的要求,提出一种双广播域同步的低功耗多跳广播时钟同步算法。该算法基于接收端-接收端同步机制,通过一对已同步节点间对等广播消息,只需多发送一次消息,即可将该对节点的同步范围扩大为两广播域的并集,并采用双根节点的层级结构将算法扩展到全网络范围。OMNeT++仿真结果表明,与MBS算法相比,该算法能有效降低全网络同步需要传输的报文个数。

无线传感器网络低功耗设计

无线传感器网络是由监测区域的各个节点组成,能够对监控对象进行感知、监测以及数据采集,并将采集的数据集成通过网络传送给用户。由于无线传感器网络是由电池供电,一旦电池没电,整个网络就会受到严重影响,所以降低无线传感器节点的功耗是整个设计的重要目标。文中介绍了几种无线传感器低功耗设计,能够达到预期的目的。

无线传感器网络低功耗真随机源设计

针对无线传感器网络(WSNs)密码安全应用过程中的低功耗需求和无线传感器网络节点集成微型化的趋势,提出一种新的真随机源设计方法用于生成高质量密钥来保证密码算法安全性。该方法基于概率计算单元构建斐波那契振荡随机源。由于概率计算单元工作状态在MOS管的亚阈值电流区,工作电流小使得设计功耗极低。同时,防止电路停振,设计概率信号放大单元保证随机振荡正确性。本设计在中芯国际SMIC 0.13μm工艺下进行仿真验证,所产生的真随机序列性能良好。与基于数字逻辑门的振荡真随机源相比,功耗减小1000倍,面积也有明显减小,适合应用于无线传感器网络之中。

无线传感器网络低功耗技术研究

无线传感器网络(简称WSN)是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观察者。本文介绍了无线传感器网络低功耗技术的发展历程,并对技术分支进行分析。

IPv6无线传感器网络低功耗路由算法

为满足IPv6无线传感器网络低功耗的要求,采用适配层路由,在LOAD路由协议基础上提出一种简化的按需式路由算法。本算法采用精简的路由控制报文、路由表和路由请求表,简化了路由发现过程,优化了路由维护机制。仿真实验表明,该算法能有效的降低IPv6无线传感器网络的功耗。

无线传感器网络低功耗技术研究

近年来,随着无线传感器网络的不断发展,其广阔的应用前景和实用价值受到了来自社会各界的关注,已逐渐成为人类生活中不可或缺的一部分。由于无线传感器网络特殊的应用环境和节点供电方式,在其工作过程中需要着重考虑节点的能耗问题。通过对节点各模块组件的能耗分析,发现主要能耗来源于节点数据的处理和传输。从硬件低功耗设计和利用低功耗优化算法对节点能耗进行优化两方面对无线传感器网络低功耗技术进行了讨论。最后,对无线传感器网络能耗优化的发展进行了分析总结。

噪声环境中的无线传感器网络低功耗监听技术研究

低功耗监听(LPL)是一种常见的MAC层技术^([2]),可减少无线传感器网络(WSNs)中节点周期性唤醒抽样检测无线信道活动时的能源消耗。然而,低功耗监听极易受被误认为信道活动的环境噪声的影响而引起虚假唤醒,从而导致节点不合逻辑地唤醒只是为了接收无用的信号(噪声信号)。经在实验室环境的实证研究发现,虚假唤醒问题极大的提高了节点占空比,削弱了低功耗监听的优势。同时也发现,空闲信道评估机制用以监测信道活动的能量级阈值对错误唤醒速率有重要的影响。

780/868/915MHz频段无线传感器网络低功耗电流复用频率综合器的比较

随着现代无线传感器网络的发展,各式各样的频率综合器被用来传输和反馈环境信息。但是因为其节点单元有限的供电能量而耗能严重,不符合现行的节能环保理念,所以如何降低无限传感器网络的能耗问题就成了其设计和发展的核心。本文重点研究比较了中国780MHz频段无线传感器网络、欧洲868MHz频段无线传感器网络和美国915MHz频段无线传感器网络所使用的频率综合器,分析其电流复用分频器设计要点和各个频段无线传感器网络的能耗高低。

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。

嵌入式无线传感器低功耗控制方法设计

常规的嵌入式无线传感器低功耗控制方法主要利用智能拓扑控制算法收集节点功耗反馈信息,易受邻近节点遍历作用影响,导致不同条件下的控制功耗较高。因此,需要设计一种全新的嵌入式无线传感器低功耗控制方法。文章分析了嵌入式无线传感器节点功耗,生成了嵌入式传感器低功耗控制通信协议,设计了无线传感器智能低功耗控制放大器,从而实现了无线传感器低功耗控制。实验结果表明,设计的嵌入式无线传感器低功耗控制方法在不同的控制条件下的控制功耗较低,证明设计的无线传感器低功耗控制方法的效果较好,具有可靠性,为提高嵌入式无线传感器综合性能做出了一定的贡献。