基于ZigBee技术的无线传感器网络的应用研究

随着信息技术的不断发展,无线传感器网络作为一种重要的物联网技术,正逐渐被应用于人们的生活中。文章详细介绍了ZigBee协议和数据安全加密技术在无线传感器网络中的重要作用,分析了无线传感器网络系统的总体构架,包括传感器节点、路由节点和ZigBee网关等组成部分。通过具体的应用场景,如智能家居、医疗护理和目标追踪定位,总结了无线传感器网络在实际生活中的广泛应用前景。文章旨在帮助研究人员了解无线传感器网络技术及其应用领域,并为在相关领域研究中提供了新的思路和解决方案。

基于模拟并行蚁群算法的无线传感器网络异常节点自适应定位方法

由于无线传感器网络自身节点数量庞大,导致在异常节点自适应定位过程中,定位到的异常节点个数较少的问题.针对上述问题,提出基于模拟并行蚁群算法的无线传感器网络异常节点自适应定位方法.从网络中提取出异常节点的原始数据,并对异常节点数据属性进行详细的解析,根据解析后的数据属性,利用蚁群算法的优化搜索特性,结合并行计算的思想,建立并行蚁群算法模型,模拟蚂蚁在寻找食物过程中的协作和寻优行为,运行并行蚁群算法,获取异常节点的估计坐标值,实现节点的自适应定位.实验结果表明,该方法在面对复杂网络环境和多种异常类型时能够定位到多个异常节点,增强了定位方法的鲁棒性和自适应性.

基于无线传感器网络节点的老人智慧鞋履设计

当前老人智慧鞋履的提醒程序多设定为单次结构,整体的提醒效率较低,为此提出基于无线传感器网络节点的老人智慧鞋履的设计与实践应用。根据当前测定,先进行传感器及无线传感网络节点接入多目标健康提醒程序的设计,进行实时数据采集与定点传输,设计多目标健康提醒程序,构建无线传感器网络节点老人鞋履总控系统,最终采用智能报警的方式完成智慧鞋履的设计。测试结果表明:针对选定的6名测试人员,结合制定的3个测试指令组,最终得出的智慧鞋履的响应时延均被较好地控制在0.3 s以下,说明此次在无线传感器网络节点原理的辅助下,所设计的老人智慧鞋履更加灵活、高效,应用效果更佳。

基于区块链的水下无线传感器网络恶意节点检测机制

水下无线传感器网络具有开放共享和自组织的特点,导致其面临各种各样的威胁和攻击。针对现有检测方法存在的不公平性和不可溯源等问题,提出一种基于区块链的恶意节点检测方法。该方法利用区块链存储网络的节点数据,使用智能合约检测网络中的恶意节点,通过共识算法保证数据的一致性。实验结果表明,该方法不仅可以检测网络中的恶意节点,还能保证检测过程的公平性和可溯源性。

无线传感器网络中定位节点技术的改进与实验研究

定位节点技术中,SSO算法的搜索能力不平衡、收敛精度低,为此,提出一种混合策略的群居蜘蛛优化GSSO算法。经试验,与SSO算法相比,GSSO算法的最差、最优、平均覆盖率分别提升8.48%、7.81%、7.91%;与wDESSO算法相比,GSSO算法的覆盖率分别提升2.81%、2.59%、2.92%,这表明GSSO算法具有很好的寻优效果,且GSSO算法的平均WSN覆盖率更高。另外,基于GSSO的DV-Hop算法,未知节点的最小、最大定位误差分别为0.34m、13.20 m,定位误差小,定位精确度高。

基于5G通信的多节点无线传感器网络路由算法研究

提出了基于5G通信的多节点无线传感器网络路由算法.通过簇头节点在网格中心的位置以及簇内节点的能量耗损情况,计算5G通信内部产生移动汇聚节点所需的能量,得到无线传感器网格划分的最佳数量.根据网络节点发送过程以及5G通信内部节点数据聚集能力受限状况,计算出最优簇头数目,得出网络分簇结果.选择合适的访问路径,更新多条路径选择策略,增强最优路径内的信息量.实验结果表明,所提算法能有效增加网络密度适应性,降低了数据传输延迟.

基于ZigBee无线传感器技术的压力性损伤体位监测系统设计

采用分布式压力传感器技术和ZigBee技术,设计压力性损伤(PI)体位监测系统,以实现病房患者卧床翻身姿态变化和持续受压时间联网监测。通过对患者翻身姿态检测和数据传输实验验证,系统可为医护人员提供患者翻身姿态变化和持续受压时间的提示与报警,使医护人员进行有效地翻身护理管理,提升护理效率,降低PI发生率。

基于STM32与ZigBee的气象站多合一传感器仿真仪设计

针对气象部门基层台站存在的缺乏新型自动气象站技术保障实训实操平台的问题,以及新型自动气象站数据采集器故障排查、上电检查及现场核查业务需求,基于提高业务人员技能及新型自动气象站维护保障业务时效性的目的,设计开发基于STM32芯片的新型自动气象站多合一传感器仿真仪。多合一传感器仿真仪具有仿真温度、湿度、气压、风向、风速、翻斗雨量、蒸发传感器输出信号的能力,配套基于ZigBee无线组网技术的触摸屏控制器,可实现多部仿真仪输出参数的无接触式同步设置,其电参数与业务设备兼容,能够与仿真采集器或业务设备组合使用。仿真仪操作简单、成本低廉,目前已在内蒙古自治区大气探测技术保障中心实现业务应用,应用结果表明,仿真仪能够稳定可控地模拟传感器信号,满足设计需求,具有推广使用价值。

基于改进的鲸鱼优化迭代算法的水下传感器网络节点定位方法

针对水下无线传感器网络中锚节点较少、迭代误差大导致节点定位精度低的问题,文章提出了一种基于改进的鲸鱼优化-牛顿迭代的水下三维节点定位算法(Improved Whale Optimization-Newton Iteration,IWONI)。该算法首先使用牛顿迭代算法对节点距离远近关系建立对应法则,并利用目标位置估计值和修正因子为改进的鲸鱼优化算法提供动态搜索区域;其次,建立以测量误差为权重的适应度函数作为判断基准,采用改进的鲸鱼优化算法进行迭代求解,以获得最优解;最后,利用定位方程得到网络节点位置。为了验证IWONI算法的性能,将IWONI算法与时间差定位算法(TDOA-CHAN、TDOA-Taylor)、测距定位算法(最小二乘法、高斯牛顿迭代法)和牛顿迭代算法进行定位误差、收敛性能和定位成功率对比实验,并验证了节点数量对定位精度的影响。实验结果表明:(1)IWONI算法的定位误差和收敛速度明显优于其他对比算法。(2)IWONI算法在测量噪声大时的定位成功率高达92%,明显优于其他对比算法。(3)在通信半径不变的情况下,选择5~7个传感器节点可以在IWONI算法中实现定位精度与成本开销的平衡。

基于ZigBee的温室环境监测图像传感器节点设计

设计了一种能够监测温室环境的无线智能图像传感器节点,采用CC2430与LPC1766芯片相结合作为硬件处理平台,通过串口摄像头获取图像帧,利用ZigBee帧协议设计图像包格式,对图像数据进行分包组网传输。实验表明该节点最大通信距离可达160 m,节点丢包率较低,一帧JPEG格式的温室图像大小约为10 kB,通过ZigBee传输一帧图像大约为135 s。该节点可以实现温室环境图像信息的采集和传输,且结构紧凑、工作稳定、功耗低,可以满足温室环境监测的要求。

基于ZigBee的无线传感器网络节点的设计与通信实现

介绍了基于IEEE 802.15.4的无线通信协议ZigBee协议结构及其技术特点,从低功耗、低成本节点设计的角度提出了无线传感器网络(WSN)通用节点的基本构架,设计了一种具有实用价值的通用节点软硬件平台,节点通信采用短距离无线技术规范ZigBee,通过SPI接口实现单片机和ZigBee芯片的通讯,单片机与计算机通过USB连接。给出了系统的硬件结构及软件设计的方案,并从硬件和软件两方面考虑了节点的功耗问题。

基于CC2530及ZigBee协议栈设计无线网络传感器节点

针对智能家居、环境监测等的实际要求,设计了一种远距离通讯的无线传感器节点。该系统采用集射频与控制器于一体的第二代片上系统CC2530为核心模块,外接CC2591射频前端功放模块;软件上基于ZigBee2006协议栈,在ZStack通用模块基础上实现应用层各项功能。介绍了基于ZigBee协议构建无线数据采集网络,给出了传感器节点、协调器节点的硬件设计原理图及软件流程图。实验证明节点性能良好、通讯可靠,通讯距离较TI第一代产品有明显增大。

基于ZigBee的无线传感器网络节点设计

由于无线传感器具有巨大的实用价值和广阔的市场前景,介绍了无线传感器网络的概念。从无线传感器网络的网络体系结构、网络协议出发,展开了对无线传感器网络节点的相关研究。给出了系统的硬件结构及软件的设计方案和具体实现方法。实验结果表明:所设计的通用节点平台可以作为无线传感器网络节点的一种低成本的解决方案,可以在较低功耗下实现传感器节点之间的无线通信。

无线传感器网络节点的休眠自动调度智能优化方法

针对当前无线传感器网络节点休眠调度时存在死亡节点数量较多,造成网络能量损耗过大,同时各节点数据传输速度慢的问题,开展无线传感器网络节点的休眠自动调度智能优化方法研究。结合冗余覆盖节点的判定,构建无线传感器网络休眠调度机制;基于分簇拓扑,构建网络模型与能量模型;设计并运算休眠自动调度算法,实现智能优化。通过对优化前后节点休眠调度的对比,得出优化后死亡节点数量明显减少,网络能量损耗降低,且节点的传输速度提升。

采用ZigBee芯片的无线加速度传感器网络节点的实现

为了不失真地实现对架空输电线路导线舞动轨迹的监测,通过实时监测导线上各监测点处的相对位移的变化,再经过一定的数据拟合算法可以直观地还原导线舞动的轨迹。在此背景下提出了一种基于无线单片机CC2430以及三轴加速度传感器ADXL330为核心的无线加速度传感器网络节点的设计方案,以实现对输电线路导线监测点处的相对位移的高效率、低费用的监测。先简单介绍了CC2430单片机、ADXL330传感器的性能及特点后,再详细介绍了无线加速度传感器网络节点的硬件设计以及软件设计,并且在无线传感器网络节点上成功移植了MSSTATE_LRWPAN协议栈,实现了组建简单的星型网络以及较为复杂的树状网络。最后给出了无线加速度传感器网络节点在实验室环境下的部分测试结果。

改进布谷鸟搜索算法的无线传感器节点定位方法设计

针对无线传感器网络中节点定位精度不准的问题,提出改进布谷鸟搜索算法的无线传感器节点定位方法。将布谷鸟搜索算法应用于节点位置寻优问题中,同时对布谷鸟搜索算法的补偿以及发现概率进行优化,以保证测距误差对实际定位误差的影响,提高节点定位的精确度。经过对比实验验证:基于改进布谷鸟搜索算法的无线传感器节点定位方式相比其他方式效率更高,定位精度更高,具有更好的实时性和稳定性。

基于ZigBee的煤矿井下无线传感器节点设计

针对煤矿井下无线监控系统传感器节点分布多、成本高的情况,设计一种由ARM处理器STM32F4,气压温度传感器MS5611和有害气体检测传感器MQ-2组成的无线传感器网络节点,利用先进的传感器技术检测可燃气体,气压温度信息,并实时处理信息。采用ZigBee进行自组网相互传递式的信息传输方式,实现无线传感器网络与外部网络的通信,确保节点安全可靠的在井下使用。结果表明,所设计的节点不但成本低、功耗低、覆盖范围较远等,而且符合IEEE 802.15.4协议,还可以与其他符合标准的产品的互联,通用性和可扩展性良好。

基于ZigBee的水质监测无线传感器网络节点

设计了基于ZigBee的水质监测无线传感器网络系统。采用CC2430作为节点主控芯片,利用Z-Stack协议栈进行软件开发,系统自动采集发送水质数据,并实现了与监控终端之间的通信。试验结果表明:系统能够实时性监测目标水域的水质数据,简单便捷,成本更低。当需要检测的地点比较多时,使用ZigBee技术的优势可以更明显,为广大水域的水质自动监测提供了有效的方法和手段。

基于ZigBee技术无线传感器网络节点研究

目的设计低功耗网络节点、减少数据包的丢失和避免数据间的竞争和冲突,提高网络节点生命周期.方法从IEEE802.15.4通信层所定义的介质接入控制子层(MAC)和物理层出发,对物理层的功耗和数据流量、功耗和吞吐率之间的关系及其MAC协议的通信距离和灵敏度之间的关系和RSSI与丢包率之间的关系分别进行了仿真验证,并进一步对功耗和发包间隔、功耗和时延之间的关系进行了仿真验证.结果减少数据流量是在物理层协议中解决节能方面的最有效方案;随着通信距离的增大,灵敏度也逐渐减小的趋势,RSSI处在-87 dBm～-93 dBm之间时,丢包率显著增长.短距离传输可以减小数据包丢失;发包间隔增大、时延增大可以避免大量数据之间的竞争和冲突.结论研究表明短距离、发包间隔大和时延长非常适合大量节点的数据传输.研究结果对解决基于ZigBee技术无线传感器网络节点的节能、数据包的丢失、数据之间的竞争和冲突具有重要的意义.

基于ZigBee的无线传感器网络节点的设计

针对无线传感器网络节点体积小、能耗低、存储和通信能力有限等特点,从ZigBee协议栈的结构特点出发,提出一种基于ZigBee的无线传感器网络节点的设计方案。详细地阐述了构成传感器节点的各个模块的设计,即采用了CC2430芯片作为核心元件,使用温湿度传感器SHT11进行温湿度数据采集,并给出了节点软件设计方案。经过测试证明,该节点运行稳定可靠并具有较高的通信效率。