无线传感器网络中基于能量平衡的部署算法

为平衡能量损耗并用网络生存期最大化,提出1种无线传感器网络(WSNs)中基于能量平衡的节点部署算法.此算法基于距离调整网络部署,也就是根据不同位置的节点能耗调整节点的间距.文中提出能耗最低点并不等于生存期最优.仿真证明基于这种部署策略网络的能耗大大降低,网络生存期比均匀部署策略高160%,同时给出调整距离、网络半径、节点传递范围和节点数量之间的参考关系.     

无线传感器网络中一种增强DV-Hop算法

无线传感器网络中的DV-Hop算法是1种无需测距的节点定位算法。经仿真观察,该算法存在类似“块效应“的定位误差。文中作者提出1种增强DV-Hop算法,通过锚节点的定位结果,对未知节点的定位结果进行修正。经仿真验证,增强算法可以有效解决“块效应“,提高算法的定位精度与鲁棒性。     

水下传感器网络协作多输入输出通信技术研究

Multiple-Input Multiple-Output(MIMO)是水下传感器网络(Underwater Sensor Networks,UWSNs)性能改进的重要技术。然而受水下通信条件限制,MIMO技术的实施存在极多障碍。协作MIMO为UWSNs实施MIMO通信提供了新的研究途径。设计了一种UWSNs网络协作MIMO通信方法,阐述了网络部署模型,多跳协作通信架构,协作MIMO能耗模型,网络性能仿真与优化算法,网络测试平台的开发和协作MIMO节点的试制,相关的实验仿真等内容。通过研究,期望验证水下传感器网络协作MIMO技术的可行性、合理性及有效性,为部署高速可靠UWSNs网络提供理论和技术支撑。     

基于水下三维传感器网络的海洋环境立体监测系统关键技术研究

深入分析了我国海洋环境监测技术的不足与现实需求,提出一种基于水下三维传感器网络的海洋环境立体监测系统,探讨了系统的组成、架构及其涉及的关键技术。设计了可自主沉浮的水下传感器节点,探讨了水下传感器节点间、系统与控制中心间的通信方式,对网络拓扑结构进行了三维仿真,最后对水下三维传感器网络的应用前景进行了展望。     

海洋分层介质中雷电电流源的水平辐射电场传播特征研究

随着我国海洋战略的持续推进,海上各类固定及移动的工作平台均需进行更加有效的雷电防护。海上防雷工作中深入了解雷电电流源水平辐射电场(Er),在海洋分层介质中的传播特性则是一项十分重要的工作。本文就能够对海上设施产生较大影响的地闪进行研究,因此选取具有代表性的正地闪首次回击电流源(PS)及Nucci电流源(TLS),通过时域的方法对两种雷电电流源的水平辐射电场在由空气、海水及洋壳所组成的海洋分层介质中的传播特征进行对比分析。结果表明:(1)在海面及其以上的高度(h≥0 m),当距雷电电流源水平距离r=0 m时,两种雷电电流源产生的Er均为正值;其中PS产生的Er是随时间呈对数增加,而TLS的则随时间呈单峰正偏态分布;当r0 m时,两种雷电电流源产生的Er与r=0 m时的基本呈反位相。(2)当r=0 m,h介于0~50 m及100~500 m之间,PS于雷电发生后10μs的Er值则分别介于3.273 3×10~6~1.177 1×10~7v/m及1.035 1×10~7~1.155 3×10~7v/m之间,而TLS的Er峰值则分别为9.274 7×10~5~2.887 6×10~6v/m及2.688 7×10~6~2.854 2×10~6v/m之间。(3)当h=10 m,r介于50~500 m之间,PS于10μs的Er值则介于-1.1216×104~-7.027 9 v/m之间,而TLS的Er峰值则介于-2.478 4×10~3~1.385 9 v/m之间;当h=10 m,r=1 000 m时,TLS的Er峰值为9.482 6 v/m。(4)在海面以下(h0 m),r介于50~1 000 m之间,两种雷电电流源的Er主要为正,且随时间均呈单峰正偏态分布;当h=-5 m及-10 m时,PS与TLS的Er值于两个深度的差分别介于5~53 v/m与2~28 v/m之间。     

面向海洋监测的传感数据可用性评价技术

无线传感器网络已成为监测海洋环境信息的一种重要手段,然而由于传感设备部署的范围和密度不同,造成不同位置的感知数据的可用性差异很大,针对此建立模型并进行评价对于高质量的数据获取和清洗具有重要的意义。基于传感器节点的感知模型、能耗模型和改进的Leeway漂流模型,面向感知数据的可靠性和时效性两个方面,建立了围绕海洋监测应用的综合评判指标,进一步提出数据采集船航行路线的评价方法和数据源的选择方法,最后通过实验验证了提出模型和方法的有效性。     

武汉东湖星形柄裸藻种群的特征与变动

作者于1981—1983年,对武汉东湖进行藻类调查时,发现主要附生于小型甲壳动物体表的星形柄裸藻(Colacium sideropus),是冬春季节主要的藻类种群之一,其增长高峰出现在冬末春初(3月)。它的正增长时期(每年10月至次年3月)为J形增长曲线,符合指数方程:N_t=N_oe~(kt);它的负增长时期(每年3月至7月),符合另一种指数方程:N_t=ae~(b/t)。它种群内个体分布状况,用方差(v)和样方个体平均数(m)之比值(v/m)进行分析,其结果:绝大多数的v/m>1,为集群分布;只有当平均附着量很小时,偶见v/m≈1,为随机分布。 星形柄裸藻的种群密度(N,个/L)与它对宿主的附着率(R,%)之间的相关性为:N=0.0141e~(0.948R)(r=0.937,p<0.01);种群密度与它在宿主体表的平均附着量(m,个)之间的相关性为:N=1.353e~(0.0326m)(r=0.83l, p<0.01)。     

不同放养密度和混养石莼对牙鲆鱼种生长的影响

牙鲆的放养密度以所放养鱼腹面表面积之和占养殖池底面积的百分数(%)表示.在直径为 27 cm、容积为 40 L的塑料桶中放置网箱,按网箱底面积 48%, 74%或 100%的密度放养牙鲆(Paralichthys olivaceus)幼鱼(体质量 1.86 g± 0.18 g,全长 6.3 cm± 0.27 cm)同时另在放养密度 100%组中混养石莼 40.00 g.经 45 d饲养,混养石莼组中的牙鲆生长最快,水质好,饲养系数最低.在单养组中,牙鲆生长速度由快至慢依次为 48%组 >74%组 >100%组.牙鲆体长增长和体质量增长速度最快的密度分别为 80%～ 100%和 100%～ 110%,低于或高于此密度鱼的增长均减慢.     

水声通信网及其多址接入技术

随着世界各国海洋开发步伐的加快,对水下传感器网络、水下监视系统、水声预警网络的需求愈来愈迫切,海洋水声通信网络的研究成了世界范围内的研究热点.水声通信网研究面临的主要困难是:海洋声信道的长延时、可用频带有限、严重的时变多途影响、功耗限制、网络安全性等.在分析水下无线通信的特殊环境后,针对水声通信网的多址接入技术进行了研究,选择适合的传输方式及相关协议构建基于OFDM与CDMA技术结合的水下通信网多载波CDMA系统;在matlab上实现多载波CDMA技术的水声通信网络节点对节点的数据传送,并得出了该系统的仿真结果:在帧长一定的情况下,随着信噪比的增大,系统的误码率会减小.在信噪比一定的情况下,子载波数目的进一步增大不会带来系统误码率的改善反而会使系统复杂性增加,降低系统的平均吞吐量,因此子载波数的选择应该在系统复杂性和效率之间折衷考虑.当水声信道上的信噪比一定时,可以通过控制数据帧的长度和子载波的个数来实现较高的网络平均吞吐量.     

2000年秋季东沙冷涡的三维结构及其演化过程*

根据AVISO(Archiving Validation and Interpolation of Satellite Oceanographic Data)高度计资料,用区域海洋模式(ROMS)再现和分析了2000年9月4日—10月11日生命周期为36天的一个东沙冷涡过程。该冷涡的平均半径为77km,移动路程为487km。模式结果表明,该冷涡的平均移动速度为15cm·s?1,冷涡的移动方向几乎沿着1000—2000m陆坡等深线,除了地形的影响外,东北季风也对该冷涡移动方向的转换有作用。冷涡的形变与β效应有密切的关系,趋势是导致其形状为长轴位于东北-西南方向的椭圆。其次,对该冷涡的半径、涡度、能量密度、形变和散度等进行时间序列计算分析,得到其平均涡度为3.997×10?6s?1,平均能量密度为2.42×10?2cm2·s?2·km?2,涡度与半径具有近似正相关关系,而平均能量密度与半径呈负相关关系;平均的剪切形变、拉伸形变和散度的平均值分别为1.801×10?6s?1、4.612×10?7s?1、3.269×10?8s?1。数值结果表明,在这次东沙冷涡过程中,整个生命周期共出现过两种不同的三维结构,在生成阶段涡旋形状为表层和底部小、中间大的腰鼓状;成熟期为表层大、底部小的碗状;消亡阶段只能在表层看到信号。该东沙冷涡的深度在不同的生存阶段也不同,大部分时刻小于50m水深,但最深可达到水深450m处。最后,文中给出了速度、温度和盐度的垂向分布情况。其中,东沙冷涡的切向速度在40—50cm·s?1间,高值区位于水深小于100m处,在100—200m速度递减率较大;温度分布具有一个位于60—100m水深处的低温拱起结构,该冷涡造成了10—20m左右的等温线抬升;高盐核心的拱起结构比低温拱起结构更深,大致位于100—150m,高盐核心区盐度≥34.6‰。