基于运动轨迹捕捉与正交覆盖的WSN节点定位算法

传统无线传感器网络(WSN)节点定位算法难以适应节点快速移动的高拓扑变化环境,导致识别误差较大。针对该问题,提出一种基于运动轨迹捕捉与正交覆盖机制的WSN节点定位算法。利用捕捉锚节点射频强度的方法对节点运动轨迹进行覆盖定位,获取性能最佳的锚节点及其坐标,改善因锚节点失效或信号强度弱导致的弱定位现象。在此基础上,采用拉格朗日插值函数设计运动轨迹捕捉方法,联合纵向及横向坐标维度进行节点运动矢量的精确捕捉,在精度可控的条件下实现对下一时刻节点坐标的初步预测,优化锚节点对运动节点的区域覆盖。同时利用正交覆盖方式设计基于过滤机制的区域优化方法,提高覆盖区域坐标抽样和网络信号定位精度。仿真结果表明,与2S-HGR机制和TDLM机制相比,该算法具有较好的动态路径捕捉效果与坐标定位准确性。

节点运动的脉冲耦合无线传感器网络同步研究

研究节点运动的脉冲耦合无线传感器网络的同步问题,提出一种依赖节点间运动和脉冲调整全网络节点间的耦合结构,实现稀疏节点分布无线传感网络时钟同步的新算法.以Peskin模型确定的相响应函数、网络节点稀疏和低速运动下的数值结果分析表明,节点运动速率、脉冲相响应函数和脉冲强度均对无线传感器网络的同步产生影响.通过分析无线传感器网络中部分节点处于静止时的同步时间问题,得到静止节点数目越多,网络同步速度越慢的结论.

基于CC3200的无线运动传感器节点研制及功耗优化

研制了一套无线运动传感器节点,不仅能采集加速度、角速度和磁场强度信号,可稳定地记录使用者各部位的运动信息,而且功耗低、待机时间长。设计缓冲采样方式,利用了CC3200电源管理技术、中断唤醒机制和状态机转换机制,基于选择低功耗的微处理器、优化软件设计等从硬件和软件两个方面对无线运动传感器节点进行了功耗优化。结果表明:功耗优化后,在同等电池容量下,所研制节点设备理论使用时间从13小时提高到32小时,可用于长时间监测运动障碍患者的连续运动症状。

基于无线运动传感器节点的人体运动状态监测装置设计

本文通过对无线运动传感器节点进行设计,制作了一种人体运动状态监测装置。首先采用STM32F103单片机设计一个无线运动传感器节点,再由温度传感器LMT70和姿态传感器MPU6050检测出温度信号和运动信息后反馈给STM32F103单片机进行分析和计算,得出准确的体表温度、运动距离与步数,接着ADS1292在采集到心电信号后通过增益放大和数模转换向STM单片机输出数字信号,最终蓝牙模块将人体的心电信号、运动信息和体温值在电脑上位机上显示出来。经过实际测试,体表温度、运动距离与步数的误差均控制在5%以内,说明该装置自适应良好,监测输出结果准确可靠。

基于GEM-PHD粒子滤波的移动定位自更新传播算法

为了实现无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)中移动节点的实时动态定位和更新,提出了一种基于广义运动概率假设密度粒子滤波的移动定位自更新传播算法,该算法利用锚节点作为观测者探测周围环境中存在的未知节点,收集探测到的信息,利用广义运动概率假设密度粒子滤波算法对未知节点定位。基于反向定位策略选择未知节点的最优位置,将已获得定位信息的节点升级为虚锚节点继续对周围邻居节点实施定位,再进行定位传播和位置更新,最终实现全网络移动节点实时定位和位置更新。仿真结果表明,在锚节点单一存在时,所提算法可以预估未知节点的位置,且定位精度高,可以对整个移动群体进行实时定位。