气象无线传感网观测节点的设计与实现

针对传统自动气象站对电力和通讯基础设施依赖性强,应用环境受到限制的问题,设计并实现了一种基于无线传感器网络的气象观测节点。气象观测节点的硬件系统以CC2530芯片为核心,使用锂电池供电,通过模拟和数字接口连接气象传感器,射频部分工作在2.4 GHz。软件系统以TinyOS操作系统为基础,开发了基于LEPS协议的多跳路由协议和气象传感器驱动程序。在野外环境中对气象观测节点的功耗、通信距离、传感器及组网性能进行了测试。测试结果表明,气象观测节点在没有电力和通信基础设施的环境中能够形成一个稳定的多跳自组织数据采集与传输网络,适合在高山、海岛、沙漠等艰苦地区进行部署和应用。     

一种无线传感器网络应用系统的中间件设计与实现

为了降低获取异构传感器网络数据的复杂性,通过对无线传感器网络(WSN)接入异构网络技术的研究,提出了一种无线传感器网络应用系统的中间件设计方案.该方案是以S3C6410为主处理器的嵌入式开发板作为硬件开发平台,通过AODV路由协议,使多个监测区域的WSN网关和Adhoc网关组建成Adhoc类型的网络,从而解决了无线传感器网络与外部公网无缝隙连接的问题.该方案不但实现了经过WSN网关处理加工后的无线传感器网络数据上传至远程服务器的功能,而且为多个异构无线传感器网络同时接入外部网络提供了一种可靠的解决方法.     

热电阻无线温度变送器的设计

介绍了一种基于ＰＴ１００热电阻的无线温度变送器的设计方案,分析了提高系统测温精度、降低系统功耗的策略,讨论了如何结合ＺｉｇＢｅｅ协议实现将测量结果传送至无线传感器网络的协调器节点,乃至通过串口转发给上位机的方法．     

基于ZigBee技术的无线气象数据采集系统的设计与实现

随着各类新型气象观测要素的增加,自动气象观测场线缆的数量也随之增加,从而提高了系统的故障率;由于大部分观测场都采用地下布线,使得后期维护或维修十分不便。文章设计了一套基于ZigBee技术的无线气象数据采集系统,介绍了系统的总体设计方案和ZigBee模块的硬件电路,同时对协调节点ZigBee网络组建、数据接收及传输到服务器端环节进行了软件设计;最后对采集系统进行了对比观测,观测结果显示：系统能稳定地将各传感器的数据实时、准确地传输到服务器端,实现了气象数据在ZigBee无线网中的采集。     

带网络攻击识别机制的传感器网络分布式滤波算法

研究了面向网络攻击的无线传感器网络的分布式目标估计问题.由于测量范围有限,网络中只有部分传感器能测量到目标,而且节点受到随机的攻击从而使得测量值被注入虚假信息.在此背景下,本文提出了基于攻击检测识别策略的改进分布式卡尔曼滤波算法.在该算法中,节点首先基于设计给出的攻击识别阈值来判断其是否受到攻击,生成识别因子;然后以估计误差协方差的迹最小为信息融合原则来设计一致性卡尔曼滤波算法,对处于监测域内的运动目标进行分布式状态估计.同时,分析了算法的收敛性,明确给出了网络估计误差均方有界的随机攻击概率的充分条件.最后用数值仿真验证了算法的有效性和优越性.     

基于WSN的温湿度节点研制

针对农业气象监测中,温湿度、露点等测量仪器布线困难、移动性差的难题,研制了一种基于WSN的温湿度计节点。采用高精度温湿度传感器SHT75、CC2530无线处理器、SD2003A时钟芯片以及GPS模块TU-30等电路构成了高精度温湿度测量节点,完成了各功能模块外围电路的设计。采用Zigbee协议进行组网,节点执行温湿度检测程序后,将数据无线发送到网络中。本节点可作为网络节点部署在农田、温室大棚、粮仓或者养殖场的不同位置,与其他气象网络节点共同构成为农服务监测系统,实现温度、湿度等要素的测量。     

复杂网络牵制控制概述

本文回顾了十多年来复杂网络牵制控制的研究进展,对复杂网络现有的牵制控制算法进行了归纳分类,然后基于网络拓扑及节点动力学特性讨论了网络牵制控制的一些必要或充分条件.针对牵制控制下的复杂网络,重点论述了牵制节点的选取策略,综合分析了牵制节点个数、耦合强度、牵制控制增益及节点动力学等因素对复杂网络牵制控制的影响,讨论了具有合作竞争关系符号网络牵制控制的进展,并简要介绍了复杂网络牵制控制的一些应用前景.最后,就复杂网络牵制控制将来的研究方向提了一些建议及展望.     

一种新型节能无线传感节点的设计与组网

设计了一种节能无线传感节点.该设计在智能节点的平台上,完成一个小型无线传感网络的搭建,实现“节点级节能”和“网络级节能”,从2个方面同时节约能耗,达到较好的节能目标.节点节能是通过传感节点的射频功率自适应来实现的,节点可以自动选取最小必要发射功率,在保证可靠通信的基础上实现发射功率最小;而网络节能则是通过估计星型网络和分簇网络2种结构下网络通信的耗能,然后选取耗能较小的结构形式来实现的.通过仿真和实验测试,证明这种节点和由这些节点构成的网络能够顺利实现节点发射功率自适应和组网结构自适应,达到了较好的节能效果.     

基于无线传感器网络的气象数据采集系统设计

针对现有的气象监测系统在测量定位、测量点数据传输方面的不足,结合S3C44B0X嵌入式微处理器高速的特点,设计了基于无线传感器网络的气象数据采集系统。在无线传感器网络设计中采用改进的DV-Hop无线传感器定位算法,用仿真软件仿真验证了该算法的有效性。该系统可保证气象观测数据的准确性、可靠性。     

传感器网络环境中基于采样数据分布式滤波的研究综述

近年来,由大量具有感知、计算和通信能力的微型传感器组成的传感器网络越来越广泛地应用在生产及生活的方方面面.另一方面,随着微电子及数字信号技术的发展,利用采样数据的离散化的数字控制器或滤波器被普遍使用.为了反映这个新兴领域的最新进展,本文对传感器网络环境中基于采样数据分布式滤波的研究展开了综述.首先,综述了传感器网络中几种分布式滤波方法的研究进展.然后,针对不同的采样方式,详细总结了采样数据系统的控制与滤波问题的研究工作.随后,对目前已有的传感器网络基于采样数据的分布式滤波的研究结果进行了介绍.最后,对传感器网络环境中基于采样数据的分布式滤波方面未来可能的研究课题进行了展望.     

基于Mesh的电力无线多跳高效传输技术研究

针对电力无线通信网络多跳传输不可靠的问题,提出了一种基于Mesh的免重传的多跳高效传输技术.该技术在源节点、接收节点之间布设备份节点,设计全新的免重传协议,使得所有节点根据监听/接收到的ACK/NACK信息自动识别自己的下一步状态,从而在不增加任何网络信令开销的情况下,有效降低了每个数据块的平均传输总次数,提升了电力无线通信网络的深覆盖、低时延、高可靠的业务传输能力.最后通过仿真计算得出,随着误块率的增大,免重传多跳高效传输技术的平均传输总次数较传统方案得到了明显改善,即明显降低平均端到端时延,具有很好的实际应用价值.     

基于ZigBee与GPRS的低压多回路综合监测系统设计

设计了一种低压多回路综合监测系统,它包括用于采集现场数据的传感器以及具有ZigBee通信功能的数据采集节点.数据采集节点能够通过传感器获取现场数据信息.数据采集节点通过ZigBee通信网络与数据网关连接,数据网关通过数据线与便携PC连接,便携PC能够对获取的数据信息进行存储和处理.该系统有如下优点：可同时对多个回路的电参量和开关状态实时监测,方便对电网潜在问题进行分析排查,具有很好的可靠性和实时性,具有很强的便携性,下层数据采集网络采用ZigBee架构,采集点数量多,可轻松增加节点数量,无需布线,便于现场多回路监测装置的快速部署搭建.     

基于知识约简的无线网络脆弱性评价指标体系构建

针对无线网络脆弱性评价指标体系中影响因素众多、层次结构复杂且指标间存在相关性的问题,提出了一种基于知识约简算法的脆弱性指标体系构建方法.首先,初步建立无线网络脆弱性评价的指标体系,在此基础上构造脆弱性评价决策表;其次,运用知识约简算法对决策表进行简化,其中非核指标的重要性排序采用特征向量法进行确定,该方法以保证评价结果的准确性为前提,较AHP权重判断法更具客观性;最后,将该方法和AHP权重判断法进行了分析比较,说明了其有效性.     

基于双信号源的双偏振雷达接收机故障诊断技巧

与传统天气雷达相比,双偏振天气雷达在硬件组成上改动较大,尤其是在接收机及天线馈线方面。硬件上的改动使得双偏振雷达的诊断方法存在较大不同。本文通过与传统天气雷达在硬件结构和标定通道两方面的对比,分析了S波段双偏振天气雷达与单偏振雷达在故障诊断方面的区别,提出通过“双信号源+动态法”隔离主通道与测试通道和通过“双信号源+太阳法”分段隔离主通道的两种诊断技巧,并例举了双偏振雷达的典型故障个例进行分析,为后续雷达规划的双偏振雷达升级改造提供参考依据,同时也为台站对双偏振雷达的故障诊断提供思路借鉴。