无线传感网络在智能建筑环境监测中的应用

随着我国建筑领域智能化、数字化的发展,无线传感网络的有效应用,可保证环境监测开展符合预期要求,并为建筑稳定以及长久使用提供保障。文章从无线传感网络特点的分析入手,分析了无线传感网络在智能建筑环境监测中的实践应用。

无线传感网络系统在钻孔桩水下混凝土浇筑中的应用

通过拟建一种基于分布式传感技术的新型传感网络,在水下施工场地布置多个传感器,构建全覆盖的传感网络,实现对水下混凝土灌注过程的实时监测。通过计算机处理、分析、显示多种数据,实现了对混凝土结构状态的实时监测与评估。研究成果将为水下桩基工程建设提供一种智能化、自动化的监测手段,其具有重要的理论意义和工程应用价值。

基于GAN的无线传感网络信道异常流量实时检测方法

由于传感器精度低和工作环境恶劣,个别节点易报告错误或误差较大的信息,这使得异常检测算法难以准确判断异常数据,导致检测精度低。基于GAN的无线传感网络信道异常流量实时检测方法首先进行流量数据预处理,以确保数据质量;其次利用GAN学习正常信道流量的特征,以建立正常流量的模型;最后通过计算异常评分并输出检测结果,实现对异常流量的实时检测。实验结果表明,该方法在检测效果上具有显著优势,能有效提高网络安全性,减少误报和漏报,展现了强大的适应性。

基于无线传感网络的电气消防电源和防火门监控分析

电气消防电源系统负责提供紧急情况下的电力保障,而防火门的及时关闭则是控制火灾扩散的关键环节,这两者的有效监控可极大提升应对火灾的及时性和有效性。无线传感网络(Wireless Sensor Networks,WSN)作为一种灵活且可扩展的技术,可无缝集成到电气消防电源和防火门的监控中,能有效提升监控系统的效率和响应速度。本文分析基于无线传感网络的电气消防电源和防火门监控系统的设计和应用,并通过实际应用测试验证了系统的有效性和可靠性。

基于无线传感网络的海上风电机组运行状态监控系统

为提高机组运行状态监控结果的可靠性,保障机组的稳定运行,引进无线传感网络,以某海上风电机组为例,开展其运行状态监控系统的设计研究。根据系统需求,选型传感器、信号处理器等硬件设备;通过图论中的邻接矩阵或关联矩阵,引进无线传感网络,建立风电机组运行状态监控组网;监听特定频率或信道,解析接收到的数据包以提取传感器数据,实现接收端数据采集与机组运行状态感知监控。对比实验结果表明:本文开发的系统监控结果偏差集中在±0.8rpm范围内,应用效果良好。

基于朴素贝叶斯网络的无线传感网络异常节点自动化识别研究

为处理具有不确定性和噪声的无线传感网络数据,对异常节点的变化具有一定的容忍度,提出基于朴素贝叶斯网络的无线传感网络异常节点自动化识别研究。建立无线传感网络组网模型,保障无线传感网络可靠的数据来源。通过主成分分析将网络数据降维,获得各特征属性互不相关的新数据集。针对新数据集进行节点异常特征提取,并基于这些特征,利用朴素贝叶斯网络建立分类器,得到节点异常概率,完成异常节点自动化识别。实验结果表明,该方法在无线传感网络异常节点自动化识别上具有实用性和有效性,不仅自动化识别精度高,而且速度快。

移动物联网环境下无线传感网络异常节点快速定位算法

为了提升无线传感网络异常节点定位精度,提出一种移动物联网环境下无线传感网络异常节点快速定位算法。通过高通图滤波器对网络信号展开处理后获取高频分量,利用高频分量划分异构哈希网络,确定子图对应输出信号的特征频率分量。通过对比疑似异常节点集合和子图节点集合进行异常节点检测。利用锚节点和未知节点之间的跳数展开区域划分,并选择对应跳距的锚节点估算展开距离。通过筛选方式排除异常因子并优化全局最优解,完成异常节点定位。实验结果表明,所提方法能够实现异常节点精准检测,检测概率高达99%以上,虚警概率最高仅为0.02%,针对不同数量的锚节点数、通信半径与未知节点数,其平均定位误差均处于5%以下,提升了系统的实用性。

物联网环境下的无线传感网络通信系统优化设计

无线传感网络在物联网环境下面临能耗高、传输效率低、网络管理复杂等挑战。文章针对这些问题,提出了一种基于物联网技术的无线传感网络通信系统优化设计方案。该方案通过感知与数据采集、无线传输与路由优化、网络控制与管理以及数据融合与处理分析4个关键模块的协同优化,有效提升无线传感网络的能效、可靠性、可管理性以及数据处理能力。仿真实验结果表明,与传统方案相比,优化后的系统在不同场景和工况下性能均得到了显著改善,验证了所提出优化设计的有效性和实用价值。

基于LoRa无线传感网络的农业温室大棚环境测控系统设计

温室大棚是种植反季农作物的重要设施,棚内环境参数直接决定了农作物的生产质量和数量;然而,现有的测控系统由于受天气条件等因素的影响,导致环境温湿度测试存在一定的误差;为了满足农作物的生长需求,并提高精确度,提出了基于LoRa无线传感网络的农业温室大棚环境测控系统的优化设计;通过改装传感器设备和调整数据处理器和控制器的内部结构,构建了系统数据库并组建了LoRa无线传感网络,实现了实时采集大棚环境数据和传输到系统终端;通过计算调整控制量,实现了对农业温室大棚环境的测控功能;实验结果显示,与传统测控系统相比,优化设计的系统在环境温湿度测试方面的误差显著降低了,分别降低了3.65℃和3.75%。

知识图谱特征重构下无线传感网络数据存储恢复

为了提升无线传感网络数据存储恢复成功率,保障无线传感网络数据存储安全性,提出知识图谱特征重构下无线传感网络数据存储恢复方法。通过基于知识图谱的特征重构方法优化数据存储结构;利用BP神经网络和LEACH算法,对特征重构后的数据进行融合。最后,结合多级网络编码和纠删码的原理,构建多级编码矩阵对融合数据进行多级编码,并生成多份数据副本进行存储,实现无线传感网络数据存储恢复。实验结果表明,该方法能够提升数据存储恢复成功率至90%以上,通信代价低于1.5×10^(5) Mbit/s,存储恢复时间低于0.7 ms,可以在提升恢复成功率的同时,降低存储通信代价和存储恢复时间。

基于无线传感网络通信技术的变电站运行环境感知方法

变电站内部环境复杂多变,关键设备密集,导致环境感知受限,覆盖率偏低。因此,提出基于无线传感网络通信技术的变电站运行环境感知方法。通过部署AM2302温湿度传感器和CC2530芯片的无线节点,结合ZigBee技术和频分复用,构建稳定、低功耗网络,实现变电站环境参数的实时感知、数据传输及全方位监测。实验结果表明,感知方法能够显著提升感知区域覆盖率,实现全面准确感知。

无线传感网络拥塞控制中节点选择强制博弈方法

无线传感网络中节点数据流量较大,分布范围较广,节点选择寻优计算复杂,导致浪费大量算力在节点选择上,拥塞控制效果不佳。提出一种无线传感网络拥塞控制中节点选择强制博弈方法,计算单条网络链路传输成本,依据传输数据耗费能量,计算传输节点可用能量比值,在传输变量权重值基础上,求得传输节点实际拥堵指数,完成节点选择。计算网络连接层的数据包丢弃概率,确定网络拥塞程度,汇聚节点数据流建立节点选择强制博弈模型,明确传感网络稳态传输条件,利用流量正态分布算法,在节点选择博弈中做出强制选择。经仿真分析证明:所提方法分组递交率保持在83%以上,丢包数量保持在100 pkt/s之内,网络传输节点端到端的延迟在0.3 s以内。

基于无线传感网络的机房环境监控系统

当前,机房环境监控系统的数据库多设定为目标式,这种模式会导致监控效率较低、误报率增加。为了缓解这一情况,文章提出基于无线传感网络的机房环境监控系统。根据当前的测试需求及标准的变化,设定无线监控传感节点装置,搭建网关,完成系统硬件的设计;在系统硬件的基础上构建无线传感网络下ZigBee协议栈,采用多层级的方式,设计多层级数据库,提升整体的监控效率,完成对系统软件的设计。系统测试结果表明:针对选定的4个测试周期,所设计系统经过3个测试阶段,最终得出的监控系统误报率被较好地控制在1.5%以下,说明在无线传感网络的辅助下,所构建的机房环境监控系统稳定、高效,针对性强,具有实际的应用价值。

基于条件生成对抗网络的无线传感网络多节点失效修复研究

当前主流的传感节点失效修复主要通过纠删码完成,修复后节点具有更高的空间利用率,但无法有效提升网络寿命。为此,提出基于条件生成对抗网络的无线传感网络多节点数据重构方法,完成失效修复。感知无线传感网络节点,对失效节点展开裁决,确定失效节点位置,并重构节点内数据;将获取的失效节点用于条件生成对抗网络(CGAN)框架中生成器与节点替换网络的训练,通过训练好的生成器,以失效节点为条件,生成未失效节点;为提升修复性能,使用粒子群算法寻优节点替换网络参数,完成节点重构数据置换,实现失效节点的有效修复。结果表明:利用所提方法进行修复时,能耗最高仅为17 J,剩余寿命最低可达到300 h,连通度最高可达到99.2%,具有较好的修复效果。

基于组合加权k近邻分类的无线传感网络节点复制攻击检测方法

无线传感网络节点体积小,隐蔽性强,节点复制攻击检测的难度较大,为此提出一种基于组合加权k近邻分类的无线传感网络节点复制攻击检测方法。通过信标节点的空间位置数据与相距跳数得出各节点之间的相似程度,结合高斯径向基核函数求解未知节点的横轴、纵轴的空间坐标,确定各网络节点的空间位置;根据网络节点的属性特征与投票机制建立节点复制攻击模型,凭借组合加权k近邻分类法划分节点类型,并将结果传送至簇头节点,由簇头节点做出最后的仲裁,识别出节点复制攻击行为。仿真结果表明,所提方法的节点复制攻击检测率最大值为99.5%,最小值为97.9%,对节点复制攻击检测的耗时为5.41 s,通信开销数据包数量最大值为209个,最小值为81个。

动态层簇式无线传感网络信息加密算法

与传统的无线网络基于某种确定的网络拓扑结构组织不同,动态层簇式无线传感网络(Dynamic Layer Clustered Wireless Sensor Networks,DLCN)则是通过动态层次化的方式进行组织,导致DLCN在层次簇、簇首节点选取等诸多细节,实现较为复杂,其信息加密复杂度增加,安全性和平衡性问题一直是一个难点。提出针对动态层簇式无线传感网络的信息加密算法。分析动态层簇式无线传感网络结构,计算网络节点权重跳数以及传输时延,选取最优簇首,通过Logistic混沌映射对混沌序列展开计算,结合Merlay状态机的迁移传输,输出子密钥,实现了传感信息的加密。仿真结果表明:所提算法在DLCN数据加密过程中的密文位数始终在60左右、平均密钥扩展用时在2.5 ms以下、且二值比数值更接近于1,具备较高的安全性和平衡性。

大差异无线传感网络节点最佳覆盖部署算法设计

无线传感网络在节点能耗大差异的情况下,其网络覆盖存在节点部署效果差、覆盖率低等问题,因此,设计一种新的大差异无线传感网络节点最佳覆盖部署算法。通过三角点阵排列法,以节点能耗大差异角度,确定最少部署节点数量,并且初步部署节点,引入离子键导向的粒子群优化覆盖算法,在粒子群算法中增加离子键导向,获取节点最佳位置,从而获取网络节点最佳部署,实现网络节点最佳覆盖部署算法设计。仿真结果表明,所提方法对传感网络大差异节点部署效果较好,节点分布均匀,重复覆盖较少,节点利用率为95%,覆盖率达到99.0%以上,该方法有效优化了网络节点部署效果,达到了最佳覆盖。

基于无线传感器的煤矿井下环境参数监测系统设计

针对煤矿井下过高的温度、湿度、粉尘浓度、流量等引起的安全问题,设计了一种基于无线传感器的煤矿环境参数监测系统。由传感节点、ZigBee模块、微控制器和上位机组成。利用传感器模块、微处理器、ZigBee模块组成无线传感器网络,实现数据的实时采集、处理和传输功能;利用LabVIEW软件编写监控界面,以显示参数的大小并进行预警。实验验证了该系统能够对环境参数实时检测,温度,湿度,粉尘浓度、流量的相对误差小于5%,并且超过阈值时可以预警。

基于混沌序列的无线传感网络敏感数据分层加密存储方法

无线传感网络中的敏感数据加密存储过程,需要解决传感数据属性小差异的影响,这种小差异的混沌性会对分类过程造成干扰,导致以单层加密存储为基础的现有方法安全性降低。为此,提出基于混沌序列的无线传感网络敏感数据分层加密存储方法。采用矩阵补全算法采集无线传感网络敏感数据,并通过基于相似度的聚类算法对敏感数据进行聚类处理,将聚类后的数据利用混沌序列表示。结合混沌序列,利用初始密钥和编码系数矩阵对聚类后的敏感数据进行分层加密,并通过提取加密数据的索引完成无线传感网络敏感数据的分层加密存储。仿真结果表明,所提方法的加密时间在17.5 s附近波动、存储数据量区间为30 GB~39 GB、安全性较高。综上可知,所提方法具有较好的无线传感网络敏感数据分层加密存储性能。

基于无线传感网络的现代建筑多传感安防预警系统设计

预警系统是现代建筑智慧体系中重要组成部分,对保证建筑安全具有重要作用,但目前系统功能与性能还有待提高,在实际中错误报警比例比较高,而且反应性能比较弱,提出基于无线传感网络的现代建筑多传感安防预警系统设计。系统采用应用层、业务逻辑层、网络层与感知层四层体系结构,硬件方面对温度、烟雾、湿度、图像多种无线传感器和报警器选型与设计,利用无线传感网络对传感数据传输,软件方面通过对多传感信息融合处理,评价建筑安全等级并预警响应,以此完成基于无线传感网络的现代建筑多传感安防预警系统设计。经实验证明,设计系统错误报警比例不超过1%,反应时间不超过0.25s,在现代建筑安全防护预警领域具有良好的应用前景。