量得到极大提高。
通过研究其容量，可以帮助我们更好地认识该网络，其研究成果能够为
建立高性能的无线传感器网络提供理论依据，并能指导网络的进一步研究
和应用。
数据在无线信道的传输
接收功率---SNR---误比特率----错误分布----错误纠正
网络的数据包传输成功率与两部分有关：接收机处的接收成功概率和
现有功控策略
系统工作流程
系统解决的物流问题
2.2、系统工作流程
一个仓库或者车厢由很多传感器节点相互组成WSN，采集到的温度、 湿度、CO2浓度、O2浓度等信息发送给（仓储/车载）无线网关节点，其 对数据处理后，附加GPS定位信息采用广域网技术GPRS等与跟踪监控中
心通信，监控中心将数据存储在实时数据库中，同时将位置信息在电子地
2.3、系统解决的物流问题
实现了对货品转运过程中的无缝跟踪：
本方案在仓库和车辆上分别安装了无线网关和车载无线网关设备，该设 备具有接收GPS信号的功能。 当货品被装载到货车上，系统可以通过安装在货车上的网关设备对货品
进行监测，而当货品被转载至仓库中时，系统还可以通过安装在仓库中的
网关设备对货品进行定位。这样便实现了对物流全过程中货品的实时跟踪 功能，实现货品在仓库存储和货车转运当中进行无缝跟踪。
3.1、研究所面对的问题
功率控制策略的改进与设计

基于点对点通信系统而建立的经典信息理论无法应用到无线Ad Hoc网
络中。人们很想知道这种无线Ad Hoc网络的网络容量到底有多大，但是现
实是悲观的。在进行无线传感器网络搭建时，节点应该采用何种功率控制 策略来进行通信以建立高性能的网络是网络设计者需要考虑的问题。
给终端用户。
网络灵活性强，节点不需要任何配置就可以自组织地开始工作，系统可 以自动与网络运行过程中加入进来的新节点设备进行通信，并且当网络中 节点因失去电力等原因而失效、死亡时，网络结构将会自动重新组合，不 会影响网络的正常运行。 物流全过程的温度实时监测，使得物流企业能够根据温度预警提示及时 采取相应措施，减少货物损耗。
千亿元
结果归因三 • 中国物流企业缺少对车辆的定位跟踪，不能为其组织货源和灵活配 货
1.2 选题意义
国内外研究现状
国际上已经有很多企业、研究机构正在研究开发与该领域有关的芯片、 软件中间件、数据库、供应链管理、整体解决方案等。 中国加入 WTO 之后，随着市场竞争的加剧，国内企业界已广泛认识到
息的目的，使得系统实时性好、成本低、方式灵活。
WSN与GPRS技术有机结合，利用了两种网络技术的长处，使得系统不
仅具有更深入的环境感知能力，而且具备了更加丰富的、更广泛的覆盖范
围，实现了监测数据的采集和传输。
4.2、基于信干比的功率控制策略SBPC
在研究现有功率控制策略的基础上，提出了在网络的物理层采用基于信 干比的功率控制策略SBPC以提高数据包传输成功的概率。 在SBPC中，不仅考虑了信号本身的功率，而且考虑进了网络中干扰的 影响，动态地选择能实现成功传输的最小发送功率，能在最大程度上降低 网络中的干扰信号强度，极大降低传输中断概率，并最终使网络的传输容
反馈。
3、项目研制
研究所面对的问题
研究方法及步骤
项目研究过程
3、项目研制
研究所面对的问题
研究方法及步骤
项目研究过程
3.1、研究所面对的问题
无线传感器网络软硬件平台的设计与搭建
开发人员必须权衡的问题非常多。无线传感器网络具有很强的应用相关
性，在不同的应用环境及需求下所采用的硬件平台、操作系统、通信协议
等均有差别。
3.1、研究所面对的问题
功率控制策略的改进与设计

基于点对点通信系统而建立的经典信息理论无法应用到无线Ad Hoc网
络中。人们很想知道这种无线Ad Hoc网络的网络容量到底有多大，但是现
实是悲观的。在进行无线传感器网络搭建时，节点应该采用何种功率控制 策略来进行通信以建立高性能的网络是网络设计者需要考虑的问题。
提高物流管理的信息化水平对企业提高效益、降低成本、增强竞争能力具
有的至关重要的作用。国内以海尔、汇杰物流等为代表的制造企业、商贸 流通企业已纷纷启动物流信息化战略。 目前，我省已有一批有一定实力的物流企业，然而仅有几家物流企业拥 有具有一定功能的物流信息系统和配送网络，如河南豫鑫物流可以运用 GPS卫星定位系统实现车辆的高效控制和调配。
但郑州市有物流企业近6000家，物流信息化研究近乎为零，它已成为郑
州市物流企业发展的“瓶颈”。
2、系统方案
系统结构
系统工作流程
系统解决的物流问题
2、系统方案
系统结构
系统工作流程
系统解决的物流问题
2.1、系统结构
跟踪监控中心
仓 库 在线数据库 信息网关
查询服务器
广域网（GPRS、 Internet） 监 控 客 户 端
数据在无线信道的传输
2 ，单位能量的传输信号 在经过了路程为d的传播路程后，其信号能量变为 d 。
大尺度衰落：定义路径衰减系数为

小尺度衰落：定义小尺度功率衰落因子为 H ， 则信道衰落模型可以表示为
g (d ) Hd
忽略噪声的影响

无线Ad Hoc系统是干扰受限系统，一般情况下，影响网络容量的最重
检测器的成功检测概率。检测器的成功检测概率早已经有了成熟的研究成 果，我们关注的是接收机处的接收成功概率。 数据包的SNR值是用来判断接收端能否正确接收到包的内容的一个重
要的性能指标 接收功率是数据包到达接收端得有效功率，信号从发送端到接收端的 全过程要经历大尺度衰落和小尺度衰落 大尺度衰落：信号场强随着传输距离的增加而不断减小 小尺度衰落：在电磁波的传播过程中，由于多径、反射、和折射等多种 原因，导致信号场强在短距离（几个信号波长）或短时间（秒级）上呈现 快速波动的状态
2.3、系统解决的物流问题
实现了对车辆的定位跟踪：
车载无线网关设备利用 GPS接收机实现自身定位，通过GPRS 短消息业 务把自身的位置和状态（如空/满载、方向、报警等）信息发送到监控中心。 监控中心既可以通过 GPRS 网络的话音业务与车载电话建立话音通信，
也可以通过短消息业务与车载无线网关进行状态信息的传递及指令信息的
图上显示。
2、系统方案
系统结构
系统工作流程
系统解决的物流问题
2.3、系统解决的物流问题
实现了物流全过程的温度实时监测：
本系统采用传感器网络技术，在仓库和车辆上部署具有温度感知能力的 传感器节点设备，通过自组织的无线通信方式相互传递信息，协同地完成 温度实时感知、监测的智能专用网络，并对收集到的信息进行处理后传送
要因素就是网络中的干扰信号强度。将假设系统中的噪声相对于干扰信号 强度来说小到可以忽略。 SNR----SIR
网络传输容量与发送端密度关系：

任意节点可以在任意时隙内以一定概率发起通信请求，并在同一个通
信频段上进行通信，因此通信节点之间会相互干扰。 假设任意节点在一个时隙内会以概率p 随机发起通信请求，则TX的密
1.2 选题意义
结果归因二
• 中国物流企业缺少对货品的实时跟踪
1.2 选题意义
物流技术信息化的落后对物流系统产生了以下不利影响：
导致物流运输车辆空载率较高 • 跟据中国仓储协会的调查报告显示，我国车辆运营的空载率为45% 左右， 而美国的货车空载率约为10%，仅此一项，全国每年要损失数
3、项目研制
研究所面对的问题
研究方法及步骤
项目研究过程
3.2、研究方法及步骤
深入研究国内外研究中已经取得的成果，充分调研平台供应商所提供的 芯片和开发平台，深入分析系统需求并选择合适的软硬件组件，研制监测 温度、湿度、气体浓度等的无线感知节点设备。针对不同的信息传输网络 （包括 GPRS、Internet），开发提供网络间通信接口的无线网关设备，并 使其具有接收GPS信号的功能。 采用VB作为主控软件开发工具、MapInfo和MapX作为地图开发工具， 实现图形用户界面、管理、查询等操作。 采用网络仿真工具构建仿真场景，对不同的功率控制策略进行分析和性 能仿真，研究适合无线传感器网络的功控算法，并对协议栈进行分析与性
广域网（GPRS、 Internet）
仓储无线网关 （具有接收GPS信号功能）
货 箱
联网 PC 手机 配送过程
数 据 采 集 终 端
车载无线网关 (具有接收GPS信 号功能） 货箱 数据采 集终端
运货车
GPS卫星
表示采集到的数据流 表示查询数据流
物流管理的实时跟踪监控系统结构框图
2、系统方案
系统结构
1.1 课题来源
河南省教育厅自然科学研究计划项目
项目编号2008A510018
1、项目简介
课题来源 选题意义
1.2 选题意义
物流技术信息化的落后对物流系统产生了以下不利影响：
导致冷链物流损耗严重 • 对环境温度要求较高的货品包括药品、快餐原料、速冻食品、冰淇 淋、奶制品、包装熟食、蔬菜、水果、肉、禽、蛋、水产品、花卉等 • 根据中国食品工业协会资料显示，中国由于冷链的问题造成每年约 有l200万吨水果和1.3亿吨蔬菜的浪费，总值在100亿美元
度为 p 0 因为同一时隙内的TX之间会彼此互相干扰，随着TX数量的增加，这种
干扰会越来越剧烈，严重的时候会导致整个网络的瘫痪。
传输容量：中断概率受限时网络单位面积上能够实现的成功通信数量，
由于数据速率被假设为1比特/秒,传输容量在数值上也可以看作是单位面积
上的吞吐量。
C 1
4、关键技术