基于Zigbee网络接收信号强度指示测距算法的工业安全监测系统

目的:基于Zigbee网络的接收信号强度指示(received signal strength indicator,RSSI)测距算法和环境传感器,设计一种能够保障工业区内工人安全的工业安全监测系统。系统功能主要包括对误入违禁区域的工人进行即时的警告、火灾险情警报、工人身体状况监测以及云平台控制系统。方法:本系统通过多节点组合获取信道模型中的环境干扰参数,采用混合滤波算法和RSSI测距算法来获取工人位置,使用传感器监测工业区内的险情和工人身体状况,运用4G DTU模块完成云平台和系统之间的控制功能。结果:实现测距功能50 m内误差低于10%,可以满足系统危险距离警报的需求,对火灾和工人身体状况实现实时监测。结论:系统可准确地对发生的灾情和进入违禁区域的工人进行实时警告同时在云平台显示,可通过手机移动端查询系统的状态和控制系统,具有方便快捷的功能。

基于ZigBee网络和自适应PSD算法的路灯分布式节能控制方法

当前照明系统缺乏分布式路灯动态化控制,浪费大量能源,为此,提出了基于ZigBee网络和自适应PSD算法的路灯分布式节能控制方法。通过ZigBee网络通信连接系统传感器、控制中心和照明终端,协调设备通信功能,实现信息快速传输储存。利用神经网络处理信号数据,提高系统信号检测和处理效率。在此基础上,利用自适应PSD算法识别路灯信号动态特征,进行自适应信号检测,调节信号数据偏差,精确检测数据结果,增强系统节能控制稳定程度,实现路灯分布式节能控制。由实验结果可知,研究方法将分布式路灯检测精准度提高到99%,熔池宽度稳定在3.5W/mm,具有良好的检测精准度和控制稳定性,可以对路灯进行节能控制。

基于二维查找模型和ZigBee网络的CT扫描设备故障远程检测方法研究

目的:设计基于二维查找模型和ZigBee网络的CT扫描设备故障远程检测方法,提高CT扫描设备故障检测准确率。方法:采用ZigBee网络技术从环境因素、电气因素和气路因素采集CT扫描设备运行状态数据,根据监测数据提取其中的时频域信号,将提取的故障信号特征参数进行融合,采用二进制反向变换将故障数据转化为平稳的时间序列,抑制数据的波动性,并通过建立相应的二维查找模型与匹配函数计算故障数据的依赖度,以此为依据,引入贝叶斯评价函数实现对设备故障的远程检测。选取医院临床在用的大型CT扫描仪为实验样机,同时随机选取使用与实验样机型号与配置相同的80台次CT扫描设备的550条实际故障数据为训练样本,对比CT扫描设备故障远程检测方法与长短时记忆网络(方法1)和深度信念网络(方法2)检测方法的准确率。结果:设计的CT扫描设备故障远程检测方法仅在状态标签5出现检测错误,但判断误差在可控范围。5次故障检测实验中,CT扫描设备故障远程检测方法得到的检测准确率均>80%,远高于方法1与方法2。结论:CT扫描设备故障检测方法具有较高的检测准确率,能够实现CT扫描设备故障远程检测的实际需求。

ZigBee网络CSMA/CA协议及典型网络拓扑性能仿真分析

ZigBee网络在未来物联网行业尤其是智慧城市的建设中将得到广泛的应用。CSMA/CA协议用于节点间数据传输时的信道争用机制,利用ACK信号来避免冲突的发生。介绍了ZigBee网络技术特点,阐述了IEEE802.11MAC层的点协调功能PCF和分布协调功能DCF,分析了CSMA/CA协议尽量避免碰撞的机制和MAC层成帧效率。基于OPNET仿真平台,搭建了星型、簇型和网状型三种典型ZigBee网络拓扑,设置了仿真场景和节点属性,分析了不同拓扑结构、不同节点数对网络吞吐量的影响。结果表明,三种典型网络拓扑中,网状型网络的吞吐量明显高于其它两种网络,但无论哪种网络,其吞吐量都随着节点数的增多而呈下降趋势。因此,在ZigBee网络的实际应用中,需综合考虑网络布设的拓扑结构和合适的节点数,提高ZigBee网络的通信效率。

一种基于Chebyshev混沌映射和CRT的ZigBee网络匿名认证方案

针对ZigBee网络信任中心不完全可靠、入网时缺乏身份认证等问题,提出了一种基于Chebyshev混沌映射和中国剩余定理(CRT,Chinese remainder theorem)的ZigBee网络匿名认证方案。该方案不仅能实现匿名身份的双向认证,还可以保障ZigBee网络结构动态变化时密钥分发的安全;其主要基于一个ZigBee与NB-IoT的无线异构网关,使服务器能够通过该网关对网络中的节点进行有效的管理。从安全性分析以及与其他相关文献对比结果可以看出,所提方案具有更高的安全性,还具有匿名性、不可链接性。此外,实验结果表明所提方案在计算开销上较其他方案有更大的优势。

ZigBee网络技术在无线电监测网络中的应用与探索

随着无线通信技术的快速发展和频谱资源的日益紧张,无线电监测的重要性日益凸显。针对ZigBee技术在无线电监测中的应用,提出一种基于ZigBee技术的无线电监测网络设计与实现方案,利用ZigBee技术的低功耗、低成本和自组织特性,构建一个高效、稳定且易扩展的无线电监测网络。

基于STM32和ZigBee网络的智能家居系统

针对目前智能家居成本高、扩展性和兼容性差等问题,设计了一套基于物联网的智能家居系统。系统采用CC2530单片机构建ZigBee无线网络,STM32单片机构建主控制器,搭配温湿度和空气质量等传感器,实现了室内环境数据的无线采集和对家电的远程控制。主控制器负责通过ZigBee无线网络汇总传感器采集的数据,通过TFT触摸屏实现本地的人机交互,通过GSM模块和MQTT协议实现与服务器的数据交换。服务器端数据存储在MySQL数据库中,用户端通过MQTT服务实时获取服务器端数据。用户可以借助TFT触摸屏在现场进行实时监测和控制,也可以在终端软件上实现同样的操作。实验表明,该系统可以有效地实现对环境的远程监控和对用电器的实时调节,系统模块兼容性好、扩展性强,具有一定的应用价值。

基于能量均衡的ZigBee网络树路由算法

针对ZigBee网络树路由算法中的路由非最优以及某些节点可能会因为业务量过大而过早耗尽电池能量的问题,提出一种改进的基于能量均衡的ZigBee树路由算法。改进算法中通过引入邻居表,考虑路由跳数使路由局部最优,同时改进算法中也考虑了节点的剩余能量,路由选择的时候尽量避开剩余能量较低的节点。仿真结果表明,改进算法能有效地节省网络的总体能量消耗,实现网络负载均衡,最大化网络的生存时间。

改进的ZigBee网络路由算法

针对ZigBee网络AODVjr路由算法路由发现过程中的RREQ分组大量洪泛问题,提出一种改进的ZigBee网络路由算法。改进算法中通过采用AODVjr算法和树路由算法相结合的方式,对RREQ分组的传输范围和大致方向进行控制,同时改进算法中也考虑了节点的剩余能量,路由选择的时候尽量避开剩余能量较低的节点。仿真结果表明,改进算法能有效地节省网络的总体能量消耗,实现网络负载均衡,最大化网络的生存时间。

ZigBee网络的路由协议研究

ZigBee网络是基于IEEE 802.15.4标准的一种支持拓扑变化、节点移动的新型无线个域网,拥有强大的组网能力。ZigBee网络的特点使得其网络路由算法比Wi-Fi、蓝牙等其他短距离无线网络复杂。文章对适用于ZigBee网络的路由协议进行了研究分析,对比了各种路由算法的优缺点,并给出了相应的改进方案,以提高ZigBee网路的利用率;最后给出了一种适合于公交系统的ZigBee网络路由方案。

基于Z-Stack协议栈的ZigBee网络节能算法的研究

ZigBee技术是实现无线传感器网络的重要技术手段之一,其中,Z-Stack协议栈是TI公司推出的一种实现ZigBee技术的软件架构,已被广泛使用。以CC2530为硬件平台,Z-Stack协议栈为软件平台,通过对Z-Stack协议栈的分析研究,指出了现有的Z-Stack协议栈在实际应用条件下存在的功耗问题,提出了相应的节能算法:针对终端节点的功率优化调节算法和针对路由器节点的低功耗算法,并通过实验进行验证。实验结果表明,与原始的Z-Stack协议相比,本文提出的基于Z-Stack协议栈的节能算法可以有效地减少节点在工作过程中的能耗,从而提高网络的整体寿命。

基于Zigbee网络平台的井下人员跟踪定位系统

将Zigbee无线网络系统与有源RFID进行了比较,基于两者的优劣采用先进的Zigbee无线网络技术初步设计了井下人员跟踪定位系统,并介绍了此系统的构成及功能特点.该系统便于矿领导、调度室和安监人员及时了解有关人员下井时间及分布情况.

能量高效的ZigBee网络改进路由策略

在分析现有ZigBee网络路由策略的基础上,以节省网络能耗和均衡网络负载为目的,提出一种能量高效的改进路由策略。该策略分别对ZigBee网络的簇树拓扑结构以及基于簇树算法和AODVjr算法的ZBR路由策略进行改进。改进后的路由策略在尽量减少路由开销的同时充分考虑对能量偏低节点的保护。仿真实验验证,改进策略能有效减少网络能耗,均衡网络负载,最大化网络的生存时间。

一种改进的ZigBee网络能量均衡簇树路由算法

针对ZigBee网络中的簇树路由算法存在网络节点能量消耗不均衡造成网络过早瘫痪的问题,提出一种改进的能量均衡簇树路由算法.该算法综合考虑单个节点生存周期和整个网络能量消耗,定义了节点能量水平以及节点权值,根据节点父子关系和权值建立了一种分簇机制,避免单个节点的不必要能量消耗和死亡,并优化AODVjr算法缩短路由距离,降低簇间通信延迟和路由开销.仿真结果表明,该算法相较于簇树路由算法减小了3.6%的网络整体能量消耗,延长了约15%的网络生命周期.

ZigBee网络中基于节点移动性的路由选择策略

为了提高ZigBee网络的路由效率,降低节点能耗,提出一种基于节点移动性的路由选择策略.ZigBee网络同时支持基于地址分配的分层路由和基于路由请求的路由方法.该策略根据网络中节点移动性的变化,自适应选择路由方法.节点通过自身邻居参数改变识别位置变化,避免了网络中额外的数据传输流量.经仿真测试,相对于原有的单一方法路由方案,基于节点移动性的路由选择策略具有更高的路由效率,提升了ZigBee网络的路由性能.

一种改进的ZigBee网络Cluster-Tree路由算法

针对ZigBee网络Cluster-Tree算法只按父子关系选择路由可能会带来额外路由开销的问题,提出一种改进的Cluster-Tree路由算法。首先介绍ZigBee网络的地址分配机制,分析Cluster-Tree路由算法,并在此基础上引入邻居表提出改进算法。该算法的基本思想:如果选择邻居节点的路由开销与原算法相比更小,则会选择邻居节点作为下一跳。仿真结果表明,该算法可以减少约30%的路由开销。

基于ZigBee网络和机械臂的智能灌溉系统设计

为了解决偏远及地势复杂地区的自动灌溉控制问题,设计实现了一套嵌入式自动化节水灌溉系统。以STM3 2嵌入式控制器为核心,采用无线Zig Bee网络技术采集室外环境参数,通过上位机监测被测区域的温湿度变化,控制执行机构实现监测环境的温湿度控制调节。中央控制器与上位机采用E31-TTL-50无线通信,采用窄带无线方式进行数据传输,实现了机械臂智能灌溉、上位机远程监控系统查询、设置参数及实时监测等功能要求。

基于ZigBee网络的TD-SCDMA智能天线信号强度测量系统

由于智能天线的波束成形技术,传统测量电磁辐射的方法已不适用于TD-SCDMA智能天线。该文设计一种TD-SCDMA智能天线的信号强度测量系统,根据智能天线的特点,应用ZigBee网络同时获取多个测量点的信号强度值。另外,还提供一种测量点的布设方案,并使用该方案进行实际测量。实际测量结果显示:设计的测量系统的测量精度高于传统的测量方法,进而可以更准确地进行电磁环境的测评,具有较强的实用价值。

基于AES算法的ZigBee网络加密方法研究

采用高级加密标准算法AES(Advanced Encryption Standard)的AES-CCM*安全模式对ZigBee网络数据进行加密处理,重新定义了报文服务类型(Message,MSG)的帧格式以提高网络传输数据净载荷量。理论分析及仿真结果表明AES-CCM*加密模式具有安全实用性。

智能家居ZigBee网络的构建与路由优化

ZigBee网络技术是一项新兴的低成本、低功耗的短距离无线通信技术,在智能家居中有广阔的应用前景。介绍了智能家居中ZigBee的通讯协议和网络地址分配方法,并针对传统的AODVjr路由算法在路由过程中RREQ分组过量洪泛问题和Cluster-Tree算法只按父子关系选择路由问题,提出了一种改进路由算法。改进算法将AODVjr和Cluster-Tree算法相结合,引入邻居表,适当控制RREQ转发方向,并考虑节点最小剩余能量。仿真结果表明,改进算法可以减少路由开销,延长节点的生存时间,均衡网络负荷。