基于使用IPv6的低功耗无线个人局域网的无线传感网在智慧路灯中的应用

针对现有的采用电力载波通信(PLC)技术的智慧路灯系统中存在系统结构复杂、兼容性与扩展性差、开发部署周期长和安全性与抗干扰性低的问题,提出了一种基于IPv6的低功耗无线个人局域网(6LoWPAN)的智慧路灯系统。将6LoWPAN应用在对基于PLC的智慧路灯系统的改造中,把原有的PLC节点改成6LoWPAN无线节点,把集中控制器改造为边界路由器,并在应用层上采用了受限应用协议(CoAP)和智能物体网际协议(IPSO)应用框架。通过与基于PLC的智慧路灯进行对比,结果表明采用6LoWPAN无线网络的智慧路灯系统结构简化、兼容性与扩展性高、系统开发部署周期缩短一半以上并且网络安全性和抗干扰性较高。

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。

一种基于IPv6和低功耗蓝牙的物联网体系结构

无线传感器网络是一种有效的感知和研究物理世界的媒介,如何把无线传感器网络与因特网更好地融合是当前研究的热点。提出了一种低功耗蓝牙节点和因特网互联的体系结构,它完全基于IPv6架构,能为无线传感器网络和因特网的节点提供端到端的IPv6连接。介绍了如何在能量和处理能力受限制的低功耗蓝牙节点上实现轻量级的IPv6协议栈,并且根据低功耗蓝牙传感节点的特性,设计和实现了IPv6报头压缩、数据包的分段与重组等功能;同时在应用层实现了CoAP协议。实际测量结果表明,本系统传输延迟时间小,低功耗蓝牙节点具有较低的存储和能量消耗,可以满足长时间运行的需求。

面向无线体域网的低功耗多频道MAC协议

针对无线体域网需要在2.4 GHz频段具有复杂干扰环境下可靠工作,且需要尽可能降低功耗的问题.提出一种低功耗多频道介质访问控制(MAC)协议:MCE-MAC.在本协议中,节点使用星型拓扑连接;其工作频道随时间变化快速切换.并提出了自适应超帧频率控制机制,控制节点占空比降低网络能耗;另外,在工作中对无线频道进行感知,动态调整其使用的频道,提高传输可靠性.在基于TI的CC2530平台上实现了MCE-MAC,实验证明,在单频道的MAC协议极大的受到干扰影响的情况下,本文提出的MCE-MAC的数据传输成功率和传输时延不受干扰影响;相较于EM-MAC协议,其传输时延显著优于EMM AC且功耗仅为其15%左右.

无线体域网中的低功耗快速组网算法

无线体域网具有很强的应用相关性,不同的应用场景下对网络有不同的要求,必须有针对性地对网络进行设计.从无线体域网的生物安全性角度出发,建立了适合体域网应用的LEACH算法模型,在对簇头边缘化等缺陷进行改进之后,综合考虑了无线体域网中资源的利用率、单个节点的生命周期、不同应用场景下的重要节点不同等因素,进一步改进为适于无线体域网应用的LE-WBAN算法.通过NS2下的仿真与分析证明,该算法有效延长了单个节点和整个网络的生命周期,符合无线体域网低功耗、高能效的要求.

IPv6无线传感网负载均衡路由协议研究

随着IPv6无线传感器网络技术的不断发展及其在应用领域的不断扩大,实际部署的网络呈现出大规模、低功耗、有损等网络特点。为此,IETF提出了一种低功耗有损网络路由协议—RPL。然而RPL协议并没有考虑多个汇聚节点间的负载均衡,容易造成部分汇聚节点由于负载过重产生拥塞甚至失效,从而降低网络吞吐量。文中基于RPL路由协议,提出了一种基于多汇聚节点的IPv6无线传感网负载均衡路由协议—LB-RPL。实验结果表明,文中设计的路由协议通过少量的协议额外开销,可以提高大规模网络的整体吞吐量。

无线体域网技术研究现状与展望

无线体域网(WBAN)技术是当前重要的研究热点,可以应用于医院内患者实时监测和家庭健康护理领域,具有广泛的应用前景和巨大的市场潜力。WBAN对设备的可穿戴性和数据传输的可靠性、安全性提出了更高的要求,技术发展中存在一些需要深入研究和解决的问题。对WBAN关键技术的研究现状和产业化进展进行了综述,并对WBAN技术的未来研究和发展前景进行了展望。

爱特梅尔推出低功耗单芯片无线微控制器系列

爱特梅尔公司现已推出全新的AVR无线微控制器，瞄准ZigBee和IPv6／6LoWPAN等无线应用。

无线体域网中体征参数的采集与处理

实现了在无线体域网中对体温、脉搏和血氧饱和度等体征参数的采集与处理。选择数字温度传感器DS18B20完成对人体体温参数的采集,并使用双光束透射法对脉搏、血氧饱和度进行无创检测,而后通过蓝牙实现数据的无线传输。设计以小型化、低功耗为原则,通过数字信号处理技术完成一系列工作。实验结果表明设计方案具有很高的稳定性和可靠性。

无线体域网中的传感器节点设计与实现

本文基于双光束投射原理,搭建了用于监测脉搏、血氧和环境信息的WBAN无线传感器节点硬件平台,编写了嵌入式系统软件。经测试,该节点工作稳定、可靠,且具有微型、低功耗等特点,对WBAN无线传感器节点设计具有一定的指导作用。

LR-WPAN低功耗节点设计与实现

针对低速无线域网应用中能量受限的问题,设计一种基于MSP430F2410与CC2533的LR-WPAN低功耗节点。在简要分析节点各模块性能和能耗的基础上,给出了低功耗节点的硬件和软件设计方案。节点的性能测试结果表明:设计的节点功耗低、通信可靠,完全满足LR-WPAN的性能需要。

面向心电信号的低功耗压缩感知电路设计

基于压缩感知理论,设计了一种用于心电信号的低功耗压缩感知电路。利用心电信号的周期性,通过预先计算压缩处理过程中产生的最大数据,确定了压缩电路中累加器的位数,避免了使用多余的寄存器,有效降低了电路的功耗并提高了数据的压缩比。使用贝叶斯学习算法进行重构验证。结果表明:压缩感知电路的逻辑门数由42 071减少到了25 029,功耗由11.247μW降低到了6.847μW,较优化前减少了39.12%;重构信号的均方根误差百分比达到了1.14%。

无线体域网的人体实时监测系统的设计

本系统是无线体域网(Wireless Body Area Networks,WBAN)的人体实时监测系统的设计,系统在各个人体信息采集节点布置了DS18B20温度传感器和PulseSensor脉搏传感器,传感器将采集到的体温信息和脉搏信息发送至中央芯片CC2540进行数据处理,该芯片可以很好地兼容低功耗蓝牙(Bluetooth low energy,BLE)协议,通过与TI的低功耗蓝牙协议栈配合,可以连接到用户的智能手机或平板电脑等移动设备进行无线数据传输,实现人体信息的实时监测。本系统大大提高了人体信息监测的操作灵活性,降低了监测设备的成本,使无线体域网和低功耗蓝牙技术在医疗健康领域有更加广泛的应用。

基于使用IPv6的低功耗无线个人局域网的无线传感网在智慧路灯中的应用

随着智慧城市的不断发展．使得一批以节能、智慧与环保为主要要素的物联网应用得以迅速地发展与普及．而智慧路灯就是这些产品中的一种比较典型的应用。通过相对的物联网技术来进行智慧路灯的单灯控制以及智能调节，从而很好地实现整体路灯的智能化与精细化的管理．

Zigbee无线解决方案网络层研究

文章介绍了Zigbee网络的组网过程及网络扩展的方法;首先简单介绍了Zigbee协议的网络层,接着给出了建立一个新网络的过程,及加入网络的两种方法;在这里,孩子节点可通过以下两种方式加入到网络中:通过MAC子层连接程序加入或通过先前指派的父节点直接加入网络;最后,文章针对Zigbee网络的现状及发展情况,提出了未来在无线Zigbee网络研究中需要解决的问题。

ZigBee无线传感器网络组网研究

综述了ZigBee网络的组网过程;简单介绍了ZigBee的技术特点,给出了建立一个新网络的过程,及加入网络的两种方法;最后展望了ZigBee技术的发展前景。

面向重症患者的可穿戴人体多生理参数无线监测设备

针对面向重症患者的监护设备需要低功率、高集成的问题,设计了一种高集成小型化的多生理参数可穿戴监护设备。通过研究无线监测及传输技术,提出了基于分布式传感和无线体域网(WBAN)的传输方式,实现心电信号、脑电信号、肌电信号、呼吸、脉搏、体温、血氧饱和度、心音、肺音等9种参数采集和传输,研究和设计传感发射节点、可穿戴载体与接收模块,保证传感节点的小型化与穿戴舒适性。结果表明:系统具有低功耗、小型化特点,能将采集到的多生理参数实时传输至终端显示,可以满足重症患者的实际监护需求。

面向体域网智能客户端的数据传输方案实现

在构建小型无线体域网总体架构的基础上,通过分析两种体域网低功耗无线通信技术,设计了一种面向体域网智能客户端的数据传输方案,重点设计了几种数据传输方法,最终在一个智慧医疗系统中实现了该数据传输方案,在运行测试后符合设计要求,并具有一定的应用性。

6LoWPAN网络中基于HTTP协议的TCP首部压缩方法

在6LoWPAN网络中,网络层(IPv6)的最大传输单元(MTU)是1280字节,而IEEE 802.15.4标准规定的链路层MTU是127字节。因此,有必要对IPv6首部,TCP或UDP首部进行压缩,来减少通信时的数据分片。目前,IETF的6LoWPAN工作组已经定义了两种首部压缩编码格式,即LoWPAN_IPHC和LoWPAN_NHC,前者用于IPv6首部的压缩,后者则用于IPv6扩展首部和UDP首部的压缩,但没有面向于TCP的。而对于6LoWPAN上层应用来说,很多应用层协议是基于TCP的且倾向于Web处理方式。因此,本文提出了一种面向HTTP协议的TCP首部压缩方法,该方法可以看作是对LoWPAN_NHC编码的扩展且设计了一种全新的压缩编码格式LoWPAN_TCP_OP用于TCP选项的压缩。

基于6LoWPAN设计并实现传感网边界路由器

无线传感器网络是实现万物互联的基石。在低功耗模式下,基于IPv6实现以太网与传感器网络之间的连接与通信是目前学术界及工业界的研究热点。本文针对传感器网络与以太网之间的连接问题,使用开源的Contiki系统设计并实现一款多接入6LoWPAN(基于IPv6的低速无线个域网标准)边界路由器,对数据转发速率分别在CC2538和RaspBerryPI平台测试。实验结果表明,6LoWPAN边界路由器能实现传感器节点与以太网之间的通信,使用MQTT(消息队列遥测传输协议)与CoAP(受限应用协议),能使应用端直接访问传感器节点上具体的某个传感器的数据。