[00999728]物联网无线感知与传输协议关键技术与应用

项目团队主要从事物联网无线感知与传输协议关键技术与应用方面的研究。在教育部科学技术研究重点项目和国家自然科学基金项目的联合资助下，在物联网无线感知关键技术方面，项目组提出了一种基于传感器的移动终端运动识别装置及方法，通过利用移动终端内置的传感器和相关的计算组件，实现更高精度的活动识别。项目组提出了一种振动感知传感网工业缝制设备自动计数方法，以实现在缝纫工业流程中工作量的自动计数，从而提高生产效率和一种改进缝制行业中平衡生产线的方法。 在路由与传输协议关键技术与应用方面，项目组提出一种基于喷泉码和网络编码的机会路由协议数据分发方法，该方法可以根据网络环境的要求而实时改变码率，可在建立无线传感器网络的TelosB传感器节点的失效或传输链路不稳定的情况时，防止数据丢失。项目组针对基于信息势与约会规划的路由问题，为解决信息梯度的均衡构建收敛条件与能耗问题，创新性的采用分层基于骨架的构建算法(HSCA)和估计值替换算法(ESA)，得到了实现收敛的目标以能量有效的方式，大大减少迭代次数。为了设计可靠路由协议，设计了App-MAC应用相关介质访问控制协议，WEAR容错负载均衡协议，0MR多径路由协议和一种基于链路质量指示值的无线传感器网络信道调度方法。 在物联网定位关键技术与应用方面，项目组提出了一种基于多种传感器的手机室内定位装置及方法，实现高精度的室内定位同时使能耗降低，并且对不同室内环境具有普适性和一种基于信道状态信息测距的轻量级指纹室内定位系统及方法，以减小开销的同时，提高定位精度和实时性，通过采用自适应的路径损耗系数进行距离计算，并结合一种新的参考位置点选取方案和指纹方案得到更精确的室内定位精度。项目组还提出了一种嘈杂环境下基于声音传感器、高频音的移动终端测距方法，实现高精度的移动终端测距，并且对不同的、复杂的环境具有普适性和一种基于密度的快速搜索聚类的室内多目标追踪方法，以提高在室内定位的精度，实现对多个目标的同时追踪。 项目团队所做工作具体的创新点包括以下三个部分： 创新点1：物联网无线感知关键技术与应用。项目组提出了一种振动感知传感网工业缝制设备自动计数方法，以实现在缝纫工业流程中工作量的自动计数，从而提高生产效率和一种改进缝制行业中平衡生产线的方法。该方法能够对生产线上的任务进行合理的工序划分，根据各道工序的执行内容和时间，为其分配对应种类和数量的缝制设备，消除各道工序之间进行交付时因等待造成的时间浪费现象，减少生产线上半成品滞留的情况，平衡生产线。并且能够对生产线上的缝制设备进行可视化显现，对整条生产线进行实时监控，调整生产线上缝制设备的分配，提高生产线的生产效率。 创新点2：物联网路由与传输协议关键技术与应用。为了充分研究构建IPF的节能和快速收敛方法，以权衡能耗和IPF的质量，特别是在具有高动态的大规模网络中，项目团队提出了两种有效的构建IPF算法，包括基于层次骨架节点的构造算法和值估计替换算法。两种算法都遵循无线传感网的设置和留言式传播原理的经典假设。此外，还提出了构建复杂IPF的方法，以应对实际应用中的挑战，例如自动避开障碍物，关注任务优先级和传感器能量预算。丰富的仿真结果表明了所提算法的可行性，可以将迭代次数减少80％达到收敛状态，从而节约传感器能量，以达到应用目的。 创新点3：物联网定位关键技术与应用。项目组提出了一种基于信道状态信息测距的轻量级指纹室内定位方法。主要解决现有技术的定位精度不高，计算开销大，达不到实时性的问题，依据信道状态信息测距的轻量级指纹室内定位方法，设计并实现了具有开销小，定位精度高，实时性强的室内定位系统，可用于移动智能设备。 该项目围绕物联网无线感知与传输协议的关键技术问题，授权了发明专利25项，参与该成果的毕业学生40人次。该成果应用到国家自然科学基金和教育部科学技术研究重点项目中。 物联网无线感知与传输协议关键技术与应用已应用在中国交建集团多个下属工程局中。系统解决了隧道安全步距在线检测与预警、数据实时对接中国交建集团隧道安全监控中心平台等多个核心技术难题。合作单位新增营收300万。系统正在中国中铁、中国铁建、葛洲坝集团、云南建投等集团的下属施工局做积极的交流推广，未来三年预计营收8000万。