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無線感測網路測試

發布時間:2023-12-01 18:21:56

① 在無線感測器網路中,如何根據接收信號的強度來判斷發送者的距離有具體的計算公式么

基於RSSI的定位
RSSI測量,一般利用信號傳播的經驗模型與理論模型。
對於經驗模型,在實際定位前,先選取若干測試點,記錄在這些點各基站收到的信號強度,建立各個點上的位置和信號強度關系的離線資料庫(x,y,ss1,ss2,ss3)。在實際定位時,根據測得的信號強度(ss1′,ss2′,ss3′)和資料庫中記錄的信號強度進行比較,信號強度均方差最小的那個點的坐標作為節點的坐標。
對於理論模型,常採用無線電傳播路徑損耗模型進行分析。常用的傳播路徑損耗模型有:自由空間傳播模型、對數距離路徑損耗模型、哈它模型、對數一常態分布模型等。自由空間無線電傳播路徑損耗模型為:

式中,d為距信源的距離,單位為km;f為頻率,單位為MHz;k為路徑衰減因子。其他的模型模擬現實環境,但與現實環境還是有一定的差距。比如對數一常態分布模型,其路徑損耗的計算公式為:

式中,Xσ是平均值為O的高斯分布隨機變數,其標准差范圍為4~10;k的范圍在2~5之間。取d=1,代入式(1)可得,LOSS,即PL(d0)的值。此時各未知節點接收錨節點信號時的信號強度為:

RSSI=發射功率+天線增益一路徑損耗(PL(d))
2.2 基於RSSI的三角形質心定位演算法的數學模型
不論哪種模型,計算出的接收信號強度總與實際情況下有誤差,因為實際環境的復雜性,換算出的錨節點到未知節點的距離d總是大於實際兩節點間的距離。如圖1所示,錨節點A,B,C,未知節點D,根據RSSI模型計算出的節點A和D的距離為rA;節點B和D的距離為rB;節點C和D的距離為rC。分別以A,B,C為圓心;rA,rB,rC為半徑畫圓,可得交疊區域。這里的三角形質心定位演算法的基本思想是:計算三圓交疊區域的3個特徵點的坐標,以這三個點為三角形的頂點,未知點即為三角形質心,如圖2所示,特徵點為E,F,G,特徵點E點的計算方法為:

同理,可計算出F,G,此時未知點的坐標為由模擬得,在圖2中,實際點為D;三角形質心演算法出的估計點為M;三邊測量法算出的估計點為N。可知,三角形質心演算法的准確度更高。

3 基於RSSI的三角形質心演算法過程
3.1 步驟
(1)錨節點周期性向周圍廣播信息,信息中包括自身節點ID及坐標。普通節點收到該信息後,對同一錨節點的RSSI取均值。
(2)當普通節點收集到一定數量的錨節點信息時,不再接收新信息。普通節點根據RSSI從強到弱對錨節點排序,並建立RSSI值與節點到錨節點距離的映射。建立3個集合。
錨節點集合:

(3)選取RSSI值大的前幾個錨節點進行自身定位計算。
在B_set:中優先選擇RSSI值大的信標節點組合成下面的錨節點集合,這是提高定位精度的關鍵。

對錨節點集合,依次根據(3)式算出3個交點的坐標,最後由質心演算法,得出未知節點坐標。
(4)對求出的未知節點坐標集合取平均,得未知節點坐標。
3.2 誤差定義
定義定位誤差為ER,假設得到的未知節點的坐標為(xm,ym),其真實位置為(x,y),則定位誤差ER為:

4 仿 真
利用Matlab模擬工具模擬三角形質心演算法,考察該演算法的性能。假設在100 m×100 m的正方形區域內,36個錨節點均勻分布,未知節點70個,分別用三邊測量法和三角形質心定位演算法進行模擬,模擬結果如圖3所示。由圖3可知,三角形質心演算法比三邊測量法,定位精度更高,當測距誤差變大時,用三角形質心演算法得出的平均定位誤差比用三邊測量法得出的小得多。

5 結 語
在此提出了將RSSI方法和三角形質心定位演算法相結合的方法,通過模擬實驗,將該演算法和三邊測量演算法相比較,證明了該演算法的優越性。下一步將研究在錨節點數量不同時的平均定位誤差。

② 無線感測器網路的認證機制有哪些

與傳統網路不同,無線感測器網路通常部署在野外或者敵方區域,其網路節點成本低廉、結構較為鬆散、不具備抗篡改能力、且容易被攻擊者俘獲,無線感測網路的安全問題已經成為制約其發展的主要瓶頸之一,認證技術是安全體系中的重要組成部分,因此研究無線感測器網路的認證技術具有重要意義。本文結合無線感測器網路節點協同工作的特點,採用混淆多項式技術,著重研究適合該網路的數據認證機制,主要工作包括以下幾個方面:
(1)針對無線感測器網路中已有的廣播認證機制難以支持廣播優化、存在延遲等不足,本文基於虛擬骨幹網的思想,構建一個動態階梯型網路,採用多項式技術,提出了一種能夠識別轉發節點身份的廣播認證機制及其改進方案,與已有廣播認證機制相比,該機制計算簡單、認證延遲低、能夠容忍大量的俘獲節點,而且能夠支持層次廣播優化策略,更適用於大規模網路。
(2)針對無線感測器網路中已有的網內數據認證機制通常受到t門限值的限制,且難以支持動態路由的缺陷,本文基於虛擬證人簇的思想,採用混淆多項式技術,由雲團內部多個節點協作生成認證多項式,加大了攻擊難度;在此基礎上提出的網內數據認證機制,能即時驗證數據的有效性,並且支持動態路由。理論分析和模擬測試表明,新演算法不受t門限值的限制,隨著傳輸跳數的增加其節能效果更為明顯,與已有的網內數據認證機制相比,抗俘獲能力增強,更適用於可信度較低的網路,以及遠距離傳輸場景的應用。
(3)根據上述提出的多項式數據認證機制,在OMNet++平台上,實現了基於多項式認證的模擬系統,包括定義該模擬系統的總體結構,各功能層次所實現的具體功能,以及演算法的具體實現等。本文採用源節點隨機發送正確的數據包和偽造的數據包的方式來測試分析所提演算法的認證能力,模擬結果表明,該系統能夠有效地對數據包的新鮮性、完整性和可靠性進行認證,並能識別和剔除虛假數據。http://ic.big-bit.com/

③ 無線感測器網路 畢業設計求助

基於農業環境無線感測器網路性能評估
[摘要]隨著無線感測器網路應用研究的不斷深入,通過實際感測器節點建立網路進行網路測試越來越受到人們的重視。綜合大量無線感測器網路性能研究的技術文獻和最新研究結果,提出對農業環境WSN網路性能參數。
[關鍵詞]無線感測器網路 性能測試 部署
一、引言
近年來隨著研究的深入與技術的成熟,以應用為背景,基於WSN的試驗越來越多地涌現出來,WSN正處於從研究到應用的過渡階段。對WSN網路性能的分析與評價是網路節點與部署的前提,對WSN網路性能進行分析,評價,獲得網路性能的總體情況,可以評估,鑒定和驗收一個現有網路;對一個新的待建設網路,其方案的論證也極大地依賴於如何分析和評價網路的性能。
原文鏈接:http://www.lunwenw.net/Html/tongxixue/144844137.html

基於TinyOS無線感測器網路的農業環境監測系統設計
摘要:針對傳統農業環境監測系統的局限性,設計了一種基於無線感測器網路的農業環境監測系統,給出了農業環境監測系統的體系結構,重點設計了使用MSP4300和CC2420晶元的感測器節點硬體結構和基於TinyOS操作系統構架的軟體流程,系統可以對目標監測區內的溫度、濕度、光照度等農業環境信息進行實時監測、可靠傳輸。解決了傳統農業環境監測中存在的問題,為無線感測器網路應用於農業環境監測做出探索性研究。
關鍵詞:無線感測器網路;TinyOS;精準農業;環境監測
准確實時的信息供給是精準農業的必須前提,精準農業的實現首先在於認識農田內農作物生長環境和生長情況的差異,而這必須依賴於各種先進的感測器,如大氣溫度、大氣濕度、風速、太陽輻射、作物生長情況、作物產量等各種類型感測器。如何將這些感測器採集的信息及時准確地收集,為農業專家提供決策並制定農田變數作業處方的主要數據源和參數,一直是一個難題。近年來,出現了許多採用無線公共網路和無線網路等無線通訊方式進行農、林、牧業的遠程監測的研究。這些無線通信技術的優勢是傳輸速度快、信息量大、可遠距離傳輸,但都存在功耗高、時延長、通信費用高等因素制約,使其很難廣泛地應用到農業環境監測中。
原文鏈接:http://www.lunwenw.net/Html/tongxixue/144720547.html

無線感測器網路在農作物環境信息監測中的應用
摘 要:感測器已經被廣泛的應用於工業、軍事等方面。由感測器節點構成的無線網路也已經成為現今研究的熱門問題。無線感測器網路在農業中尤其是在農作物信息檢測中的運用是將智能化、自動化應用於農業中的最好的手段之一,而選擇良好的協議標准也將會是解決問題的關鍵。
關鍵詞:協議;無線感測器網路;作物信息
1 引言
隨著網路的迅猛發展,對於網路的使用范圍越來越寬廣,而集感測器技術、微機電系統技術、無線通信技術、嵌入式計算機技術、分布式信息處理技術和無線通信技術於一體的無線感測器網路就成為當今研究的熱點。無線感測器網路是一個多學科交叉的綜合性科學研究領域,對於其網路所分布的區域內的各種環境和檢測對象的信息能夠進行實吋的監控、感知和採集,並且將這些信息先進行處理,然後通過無線方式傳輸給監控主機或者需要使用這些信息的用戶。正是因為這種廣泛的用途,使得無線感測器網路在眾多領域如農業、軍事、智能家居、森林保護等方面有著實際的用途和研究價值。
原文鏈接:http://www.lunwenw.net/Html/tongxixue/144546725.html

④ 蔬菜大棚所用到的無線感測網路什麼技術

造價從260一平方到600一平方不等。 系統原理 溫室大棚自動化控制系統是根據溫室大棚內的溫濕度、土壤水分、土壤溫度等感測器採集到的信息,利用RS485匯流排將感測器信息送給485轉232的轉換器,接到上位計算機上進行顯示,報警,查詢。監控中心將收到的采樣數據以表格形式顯示和存儲,然後將其與設定的報警值相比較,若實測值超出設定范圍,則通過屏幕顯示報警或語音報警,並列印記錄。與此同時,監控中心可向現場控制器發出控制指令,監測儀根據指令控制風機、水泵等設備進行降溫除濕等操作,以保證溫室內作物的生長環境。監控中心也可以通過報警指令來啟動現場監測儀上的聲光報警裝置,通知溫室管理人員採取相應措施來確保溫室內的環境正常。 物聯網技術在智能溫室中的應用 實際上,物聯網技術是將各種感知技術、現代網路技術和人工智慧與自動化技術聚合與集成應用。 在溫室環境里,單棟溫室可利用物聯網技術,成為無線感測器網路一個測量控制區,採用不同的感測器節點和具有簡單執行機構的節點,如風機、低壓電機、閥門等工作電流偏低的執行機構,構成無線網路,來測量基質濕度、成分、pH值、溫度以及空氣濕度、氣壓、光照強度、二氧化碳濃度等,再通過模型分析,自動調控溫室環境、控制灌溉和施肥作業,從而獲得植物生長的最佳條件。 對於溫室成片的農業園區,物聯網也可實現自動信息檢測與控制。通過配備無線感測節點,每個無線感測節點可監測各類環境參數。通過接收無線感測匯聚節點發來的數據,進行存儲、顯示和數據管理,可實現所有基地測試點信息的獲取、管理和分析處理,並以直觀的圖表和曲線方式顯示給各個溫室的用戶,同時根據種植植物的需求提供各種聲光報警信息和簡訊報警信息,實現溫室集約化、網路化遠程管理。 此外,物聯網技術可應用到溫室生產的不同階段。在溫室准備投入生產階段,通過在溫室裡布置各類感測器,可以實時分析溫室內部環境信息,從而更好地選擇適宜種植的品種;在生產階段,從業人員可以用物聯網技術手段採集溫室內溫度、濕度等多類信息,來實現精細管理,例如遮陽網開閉的時間,可以根據溫室內溫度、光照等信息來感測控制,加溫系統啟動時間,可根據採集的溫度信息來調控等;在產品收獲後,還可以利用物聯網採集的信息,把不同階段植物的表現和環境因子進行分析,反饋到下一輪的生產中,從而實現更精準的管理,獲得更優質的產品。 物

⑤ 請問誰知道無線感測器網路有哪些用途,謝謝!

無線感測器網路的主要用途 :

1.環境監測
隨著人們對於環境問題的關注程度越來越高,需要採集的環境數據也越來越多,無線感測器網路的出現為隨機性的研究數據獲取提供了便利,並且還可以避免傳統數據收集方式給環境帶來的侵入式破壞。比如,英特爾研究實驗室研究人員曾經將32個小型感測器連進互聯網,以讀出緬因州"大鴨島"上的氣候,用來評價一種海燕巢的條件。無線感測器網路還可以跟蹤候鳥和昆蟲的遷移,研究環境變化對農作物的影響,監測海洋、大氣和土壤的成分等。此外,它也可以應用在精細農業中,來監測農作物中的害蟲、土壤的酸鹼度和施肥狀況等。
2.醫療護理
羅徹斯特大學的科學家使用無線感測器創建了一個智能醫療房間,使用微塵來測量居住者的重要徵兆(血壓、脈搏和呼吸)、睡覺姿勢以及每天24小時的活動狀況。英特爾也推出了基於WSN的家庭護理技術。該技術是做為探討應對老齡化社會的技術項目Center for Aging Services Technologies(CAST)的一個環節開發的。該系統通過在鞋、傢具以家用電器等家中道具和設備中嵌入半導體感測器,幫助老齡人士、阿爾茨海默氏病患者以及殘障人士的家庭生活。利用無線通信將各感測器聯網可高效傳遞必要的信息從而方便接受護理。而且還可以減輕護理人員的負擔。英特爾主管預防性健康保險研究的董事Eric Dishman稱,"在開發家庭用護理技術方面,無線感測器網路是非常有前途的領域"。
3.軍事領域
由於無線感測器網路具有密集型、隨機分布的特點,使其非常適合應用於惡劣的戰場環境中,使其非常適合應用於惡劣的戰場環境中,包括偵察敵情、監控兵力、裝備和物資,判斷生物化學攻擊等多方面用途。美國國防部遠景計劃研究局已投資幾千萬美元,幫助大學進行"智能塵埃"感測器技術的研發。哈伯研究公司總裁阿爾門丁格預測:智能塵埃式感測器及有關的技術銷售將從2004年的1000萬美元增加到2010年的幾十億美元。
目標跟蹤
DARPA支持的Sensor IT項目探索如何將WSN技術應用於軍事領域,實現所謂「超視距」戰場監測。UCB的教授主持的Sensor Web是Sensor IT的一個子項目。原理性地驗證了應用WSN進行戰場目標跟蹤的技術可行性,翼下攜帶WSN節點的無人機(UAV)飛到目標區域後拋下節點,最終隨機布撤落在被監測區域,利用安裝在節點上的地震波感測器可以探測到外部日標,如坦克、裝甲車等,並根據信號的強弱估算距離,綜合多個節點的觀測數據,最終定位目標,並繪制出其移動的軌跡。雖然該演示系統在精度等方面還遠達不到裝備部隊用於實戰的要求,這種戰場偵察模式尚未應用於實戰,但隨著美國國防部將其武器系統研製的主要技術目標從精確制導轉向目標感知與定位,相信WSN提供的這種新穎的戰場偵察模式會受到軍方的關注。
4.其他用途
WSN還被應用於一些危險的工業環境如井礦、核電廠等,工作人員可以通過它來實施安全監測。也可以用在交通領域作為車輛監控的有力工具。此外和還可以在工業自動化生產線等諸多領域,英特爾正在對工廠中的一個無線網路進行測試,該網路由40台機器上的210個感測器組成,這樣組成的監控系統將可以大大改善工廠的運作條件。它可以大幅降低檢查設備的成本,同時由於可以提前發現問題,因此將能夠縮短停機時間,提高效率,並延長設備的使用時間。盡管無線感測器技術仍處於初步應用階段,但已經展示出了非凡的應用價值,相信隨著相關技術的發展和推進,一定會得到更大的應用。

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