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無線感測網路布局優化粒子群

發布時間:2022-01-25 21:46:12

『壹』 無線感測網路與移動自組網網路相比有哪些不同

Zigbee:全新無線網路數據通信技術 Zigbee技術是隨著工業自動化對於無線通信和數據傳輸的需求而產生的,Zigbee網路省電、可靠、成本低、容量大、安全,可廣泛應用於各種自動控制領域。 Zigbee的由來: 在藍牙技術的使用過程中,人們發現藍牙技術盡管有許多優點,但仍存在許多缺陷。對工業,家庭自動化控制和遙測遙控領域而言,藍牙技術顯得太復雜,功耗大,距離近,組網規模太小等,......而工業自動化對無線通信的需求越來越強烈。正因此,經過人們長期努力,Zigbee協議在2003年中通過後,於2004正式問世了。 Zigbee是什麼: Zigbee是一個由可多到65000個無線數傳模塊組成的一個無線數傳網路平台,十分類似現有的移動通信的CDMA網或GSM網,每一個Zigbee網路數傳模塊類似移動網路的一個基站,在整個網路范圍內,它們之間可以進行相互通信;每個網路節點間的距離可以從標準的75米,到擴展後的幾百米,甚至幾公里;另外整個Zigbee網路還可以與現有的其它的各種網路連接。例如,你可以通過互聯網在北京監控雲南某地的一個Zigbee控制網路。 不同的是,Zigbee網路主要是為自動化控制數據傳輸而建立,而移動通信網主要是為語音通信而建立;每個移動基站價值一般都在百萬元人民幣以上,而每個Zigbee"基站"卻不到1000元人民幣;每個Zigbee 網路節點不僅本身可以與監控對對象,例如感測器連接直接進行數據採集和監控,它還可以自動中轉別的網路節點傳過來的數據資料; 除此之外,每一個Zigbee網路節點(FFD)還可在自己信號覆蓋的范圍內,和多個不承擔網路信息中轉任務的孤立的子節點(RFD)無線連接。 每個Zigbee網路節點(FFD和RFD)可以可支持多到31個的感測器和受控設備,每一個感測器和受控設備終可以有8種不同的介面方式。可以採集和傳輸數字量和模擬量。 Zigbee技術的應用領域: Zigbee技術的目標就是針對工業,家庭自動化,遙測遙控,汽車自動化、農業自動化和醫療護理等,例如燈光自動化控制,感測器的無線數據採集和監控,油田,電力,礦山和物流管理等應用領域。另外它還可以對局部區域內移動目標例如城市中的車輛進行定位。(成都西谷曙光數字技術公司的專利技術)。 通常,符合如下條件之一的應用,就可以考慮採用Zigbee技術做無線傳輸: 1. 需要數據採集或監控的網點多; 2. 要求傳輸的數據量不大,而要求設備成本低; 3. 要求數據傳輸可性高,安全性高; 4. 設備體積很小,不便放置較大的充電電池或者電源模塊; 5. 電池供電; 6. 地形復雜,監測點多,需要較大的網路覆蓋; 7. 現有移動網路的覆蓋盲區; 8. 使用現存移動網路進行低數據量傳輸的遙測遙控系統。 9. 使用GPS效果差,或成本太高的局部區域移動目標的定位應用。 Zigbee 技術的特點: 省電:兩節五號電池支持長達6個月到2年左右的使用時間 可靠:採用了碰撞避免機制,同時為需要固定帶寬的通信業務預留了專用時隙,避免了發送數據時的競爭和沖突;節點模塊之間具有自動動態組網的功能,信息在整個Zigbee網路中通過自動路由的方式進行傳輸,從而保證了信息傳輸的可靠性。 時延短:針對時延敏感的應用做了優化,通信時延和從休眠狀態激活的時延都非常短。 網路容量大:可支持達65000個節點。 安全:ZigBee提供了數據完整性檢查和鑒權功能,加密演算法採用通用的AES-128。 高保密性:64位出廠編號和支持AES-128加密 Zigbee的發展前景: Zigbee技術和RFID 技術在2004年就被列為當今世界發展最快,市場前景最廣闊的十大最新技術中的兩個。關於這方面的報道,你只需在網路,或GOOGLE搜索欄中鍵入"Zigbee",你就會看到大量的有關報道。總之,今後若干年,都將是Zigbee技術飛速發展的時期。 Zigbee技術在我國的應用情況: 盡管,國內不少人已經開始關注Zigbee這們新技術,而且也有不少單位開始涉足Zigbee技術的開發工作,然而,由於Zigbee 本身是一種新的系統集成技術,應用軟體的開發必須和網路傳輸,射頻技術和底層軟硬體控制技術結合在一起。因而深入理解這個來自國外的新技術,再組織一個在這幾個方面都有豐富經驗的配套的隊伍,本身就不是一件容易的事情,因而,到目前為止,國內目前除了成都西谷曙光數字技術有限公司,真正將Zigbee技術開發成產品,並成功地用於解決幾個領域的實際生產問題而外,尚未見到其它報道。 Zigbee 和現有移動網(GPRS,CDMA-1X)的比較: 1. 無網路使用費:使用移動網需要長期支付網路使用費,而且是按節點終端的數量計算的,而Zigbee沒有這筆費用; 2. 設備投入低:使用移動網需要購買移動終端設備,每個終端的價格在人民幣1000元上下,而使用Zigbee 網路,不僅Zigbee網路節點模塊(相當於基站)費用每隻人民幣不到1000元,而且,主要使用的網路子節點(相當於手機)的價格還要低得多; 3. 通信更可靠:由於現有移動網主要是為手機通信而設計的,盡管CDMA-1X和GPRS可以進行數據通信,但實踐發現,不僅通信數率比設計速率低很多,而且數據通信的可靠信也存在一定的問題。而Zigbee網路則是專門為控制數據的傳輸而設計的,因而控制數據的傳輸具有相當的保證。 4. 高度的靈活性和低成本:首先,通過使用覆蓋距離不同,功能不同的Zigbee網路節點,以及其它非Zigbee系統的低成本的無線收發模塊,建立起一個Zigbee局部自動化控制網,(這個網路可以是星型,樹狀,網狀及其共同組成的復合網結構)再通過互聯網或移動網與遠端的計算機相連,從而實現低成本,高效率的工業自動化遙測遙控; 5. 比起現有的移動網來,盡管Zigbee僅僅只是一個區域網,覆蓋區域有限,但它卻可以與現有的移動網,互聯網和其它通信網路相連接,將許多Zigbee區域網相互連成為一個整體。有效的解決移動網的盲區覆蓋問題:我們知道,現有移動網路在許多地方存在盲區,特別是鐵路,公路,油田,礦山等野外,更是如此。而增加一個移動基站或直放站的費用是相當可觀的,此時使用Zigbee網路進行盲區覆蓋不僅經濟有效,而且往往是現在唯一可行手段。 Zigbee與現有數傳電台的比較: 1. 可靠性高:由於Zigbee模塊的集成度遠比一般數傳電台高,分離元器件少,因而可靠性更高; 2. 使用方便安全:因為集成度高,比起一般數傳電台來,Zigbee收法模塊體積可以做得很小,而且功耗低,例如成都西谷公司遠距離傳輸模塊(2-5公里),最大發射電流比一個CDMA手機還要小許多,因而很容易集成或直接安放在到設備之中,不僅使用方便,而且在戶外使用時,不容易受到破壞; 3. 抗干擾力強,保密性好,誤碼率低:Zigbee收發模塊使用的是2.4G 直序擴頻技術,比起一般FSK, ASK和跳頻的數傳電台來,具有更好的抗干擾能力,和更遠的傳輸距離; 4. 免費頻段:Zigbee使用的是免費頻段,而許多數傳電台所使用的頻段不僅需要申請,而且每年都需要向國家無委會交納相當的頻率使用費。 5. 價格低: Zigbee數傳模塊的價格只有具有類似功能的數傳電台的幾分之一;(2.4G,250kps,3-5公里距離DSSS 數傳模塊每隻不到1000元人民幣) 怎樣利用Zigbee盡快產生效益: 為了讓大家能更快更好的將Zigbee技術用於解決不同應用領域的實際問題,而不需要深入了解Zigbee網路本身是如何來工作的,從而大大縮短你系統集成的時間,迅速給你帶來實際經濟效益。 成都西谷曙光數字技術有限公司專門向用戶提供Zigbee無線網路平台的演示/應用套件,和具體應用開發培訓。 這個套件包括: 1). 5個標準的演示/應用模塊(其中一個用作為與計算機相連的網關節點); 2). 電池,天線等附件; 3). Zigbee網路功能演示軟體; 4). 每個模塊提供兩個USART介面; 5). 一個標準的串口通信協議,用於將應用模塊與你的計算機和感測器相連。如果我們的標准串口協議不能滿足你具體應用的需要,原則上,我們可以根據你的具體要求加以修改。 利用這個套件,你可以完全按照有線網路連接來編制你的應用程序;將實際上的無線網路,當作一個一般的有線網路來加以利用。 這個套件,具有如下演示功能: 1. 演示Zigbee網路本身所具有的自動動態組網功能; 2. 演示網路中數據傳輸自動路由,以及數據如何在網路中傳輸的功能; 3. 顯示網路無線鏈路連接狀況,以及每個網路節點實際數據傳輸統計的功能,; 4. 演示整個網路的多種數據採集功能; 5. 演示控制中心對遠端網路節點的控制功能; 6. 更重要的是,它除了具有如上的演示功能外,它還可用於實際網路布置中檢查無線鏈路連接狀況,對現場網路節點的具體布置效果進行評估和調整。這個套件中的每個模塊提供兩個USART介面,供用戶直接編寫自己的應用程序和它用。這樣,用戶可根據自己實際應用的需要,確定所需的網路節點數量和遠端的具體設置後,就可以編寫具體應用程序軟體。當你的軟體開發工作完成後,就可以直接使用我們提供的標准模塊進行現場安裝設置後,就可以工作了。

『貳』 粒子群優化神經網路演算法 可以實時控制嗎

對神經網路不太熟悉,粒子群優化的目標應該是粒子的位置向量p對應的物理含義,具我僅有的對神經網路的了解肯定是包含連接權重的。 簡單的講,你要知道神經網路那些參數是需要優化的,比如結點間的權重

『叄』 用粒子群群演算法優化BP神經網路的參數,進行極值尋優


『肆』 無線感測網路的問題

涉及的內容是挺多的,
1.硬體方面的(目前處除了軍用,或其他一些特定應用外,我們國家很多感測器晶元用的還都是國外的,沒有過硬的技術啊)。
2.無線感測器網路協議研究。根據感測器網路自身的特點,結合應用,量身打造更合適的通信協議。
3.軟體方面的。目前有系統級別的Tiny OS,編程語言nesC,針對特定應用編寫輕量級程序。
4.無線感測器數據管理層面。可以研究網路數據流挖掘之類的。

哪個最有前景?1最有發展空間,但難度大。3是基礎,最容易上手,想有突破很難。2和4,自己想吧。

以上都是個人粗淺見解,做個參考。

『伍』 無線感測器網路節點部署優化演算法用什麼做的模擬

用matlab可以做,前提是你選擇什麼演算法,演算法有很多的,如粒子群演算法、虛擬力演算法等,編個程序就可以實現你需要的模擬,可以去網上搜搜這些演算法

『陸』 常見的無線區域網 mac 層優化技術有哪些各有什麼特點

沒有統一的MAC協議分類方式,但是大體依據標准分為三種,如根據網路拓撲結構方式(分布式和集中式控制);使用單一或多信道方式;採用固定分配信道還是隨機訪問信道方式。已有的參考文獻也將無線感測器網路MAC協議分為三類:確定性分配、競爭佔用和隨機訪問。前兩者不是感測器網路的理想選擇。因為TDMA固定時隙的發送模式功耗過大,為了節省功耗,空閑狀態應關閉發射機。競爭佔用方案需要實時監測信道狀態也不是一種合理的選擇。隨機介質訪問模式比較適合於無線感測網路的節能要求。下面介紹根據信道分配使用方式,將無線感測器網路MAC協議分為基於無線信道隨機競爭方式和時分復用方式及基於時分和頻分復用等其他混合方式三種。1)無線信道隨機競爭接入方式(CSMA)節點需要發送數據時採用隨機方式使用無線信道,典型的如採用載波監聽多路訪問(CSMA)的MAC協議,需要注意隱藏終端和暴露終端問題,盡量減少節點間的干擾。2)無線信道時分復用無競爭接入方式(TDMA)採用時分復用(TDMA)方式給每個節點分配了一個固定的無線信道使用時段,可以有效避免節點間的干擾。3)無線信道時分/頻分/碼分等混合復用接入方式(TDMA/FDMA/CDMA)通過混合採用時分和頻分或碼分等復用方式,實現節點間的無沖突信道分配策略。

『柒』 無線感測網多跳路由節點能耗怎麼計算

(1)根據無線感測器網路中因節點有效傳輸半徑對路由選擇的制約,改進基於最小生成樹的分簇多跳路由演算法,改善因路由選擇對網路能耗的影響。該演算法利用Voronoi圖的泊松過程特性優化簇首節點數,並結合最小生成樹動態調整簇內外節點的路由發現實現網路能耗優化。模擬結果表明該演算法在開銷容忍的前提下,網路均衡負載,並與相同模擬條件下的基於LEACH的分層多跳路由演算法相比,更有效地延長了網路壽命,同時降低了計算時間復雜度。
(2)針對無線感測器網路中感測器節點投放分布對投放區域有效通信信號覆蓋的影響,改進了一種基於通信覆蓋的分布式投放概率覆蓋演算法。在保證投放精度的前提下,該演算法根據感測器節點在投放區域中位置的不確定性以及信號衰減特性,建立信號覆蓋模型,並通過信號覆蓋率計算出各節點預定投放位置,由感測器節點的自定位演算法獲取定位信息為前提,獲取節點的投放位置和投放數目。在改善區域通信覆蓋的同時,提高了節點分布效率,達到節省網路資源的目的。通過模擬比較了在不同定位投放方法下的各相關性數據,驗證了該演算法可實現高效投放的優越性能。
(3)在關於無線感測器網路應用方面,提出了在實現投放區域有效通信信號覆蓋的基礎上保證局部能量有效損耗的路由設計要求,由此提出了基於多跳路徑劃分子空間的分簇路由演算法。該路由演算法在獲得相應的節點拓撲分布的前提下實現了能量平均損耗,而節點拓撲的獲取則通過採用高斯分布的定位誤差模型與馬爾可夫鏈性質相結合,改進了以前演算法對於感測器節點拓撲結構的獲取。通過對整個演算法的模擬,得到的相關數據證明了演算法在實現網路硬體資源優化和能量有效損耗方面所具有的較好的性能。
(4)在對運動目標跟蹤定位的研究中,對於無法得知目標的運動狀態方程和觀測雜訊的概率密度分布的情況時,提出基於粒子濾波和曲線准線性優化的目標跟蹤演算法。演算法利用感測器節點的感知圓的幾何特性確定目標的運動區域的邊界限制,借鑒cost
reference粒子濾波演算法,估計出目標的運動軌跡,隨後通過曲線的線性近似簡化了目標運動軌跡的估計,同時也獲取了目標的速率的可控估計,模擬結果證明了所提演算法的高效性。根據實際應用中可能出現部分的感測器節點失效的情況,引入了節點的失效檢測,並以貝葉斯概率分布估計糾正失效節點對原目標狀態做的判斷,提高失效節點所在感知區域的容錯能力,改善了目標跟蹤定位的精度。

『捌』 無線感測網路的覆蓋率怎麼計算

這要看你的這個網路是基於什麼技術實現了,每一種技術的網路協議不同,計算起來也不同。比如ZigBee,它的覆蓋率和網路的拓撲結構有關,計算覆蓋率的時候應該考慮其協調器發送功率、路由節點數目/位置、子節點數目/位置等。再比如GPRS,覆蓋范圍和基站天線高度、功率等有關,一般方圓十幾公里沒有問題。

『玖』 無線感測網路的區域覆蓋主要有哪些方法

WIFI、藍牙、ZIGBEE、紅外、遠程(有源)RFID等等。

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