事件驱动下的水下传感器节点布置

根据水下传感器网络特性,研究了水下传感器节点布置问题,建立了水下三维空间中事件驱动的传感器节点布置问题模型,优化了事件驱动下的三维水下传感器节点布置的算法。仿真结果表明:该算法使传感器节点自主趋向并覆盖事件,实现传感器节点分布密度与事件分布密度相匹配,该算法具有复杂度低、计算量小、收敛速度快优点。     

狭长域无线传感器网络动态能量均衡控制

针对基于连通支配集的无线传感器网络拓扑构造算法在狭长域环境应用中会存在能量失衡的问题,提出了狭长域无线传感器网络动态能量均衡控制方法。该方法基于A3、A3Cov、EECDS和CDS Rule K等经典拓扑构造算法,将节点动态能量均衡的方法融入到上述算法之中,并对介数中心性重要节点进行了缓冲管理。在狭长区域内布置随机网络,对基于介数缓冲的动态能量均衡拓扑控制算法进行了仿真分析。结果表明,该算法能够更加充分利用节点能量,延长了网络寿命,提高了狭长域无线传感器网络的整体性能。     

基于跳数量化的无线传感器网络节点定位算法

为提高无线传感器网络节点定位精度,提出一种基于跳数量化的定位(MDS-HE)算法。将网络中节点的一跳邻居节点集合分割成3个不相交的子集,根据跳环分割的相交区域面积来估算节点间的距离,从而将整数跳数转换成实数跳数,转换后节点间实数跳数更能准确地表示节点间的距离;将实数跳数矩阵应用于多维定标(MDS)算法中,并且引入扩展卡尔曼滤波算法对节点坐标进行准确定位。在节点随机布撒的网络中,对提出的算法进行了仿真和实验分析。仿真和实验结果表明：在不同节点数量情况下,MDS-HE算法的性能优于距离向量定位算法和经典MDS算法,而且在锚节点足够多的条件下,MDS-HE算法定位更加准确。     

改进的网络路由协议低功耗自适应分簇算法

LEACH(low energy adaptive clustering hierarchy低功耗自适应算法)是无线传感器网络层次型路由协议中最重要和最具代表性的算法之一。通过对经典分簇路由算法LEACH的分析,针对LEACH算法中簇首分布不均匀、簇首与基站之间只能采用单跳路径的缺点,在簇首选择方式、簇首与基站的通信方式两方面进行了改进,并对LEACH算法及改进后的算法进行了仿真试验。仿真结果表明:该算法能有效地降低无线传感器网络节点的能量消耗,延长了网络存活时间,提高了传统LEACH算法的性能。     

一种复杂加权网络节点重要度评估方法

为了评估复杂加权网络节点重要度,定义了加权网络节点重要度贡献矩阵和节点重要度评价矩阵,提出了利用重要度评价矩阵评估复杂加权网络节点重要度的方法。该方法综合考虑了节点度值、网络边权、节点效率和相邻节点的重要度贡献。用节点度值、效率值和网络边权来表征相邻节点的重要度贡献。其优化算法的时间复杂度可以达到O(n2)。仿真分析表明该算法可行有效。     

基于蚁群算法的Ad hoc网络节点信息感知路由研究

针对Ad hoc网络易出现拥塞,路由查找过程较慢,将蚁群算法应用到Ad hoc网络的路由选择问题上,提出一种基于网络节点链路拥塞度和识别目的节点信息素的Ad hoc网络路由算法。该方法根据网络中链路拥塞度值来修改信息素的挥发因子,并利用其进行蚁群信息素浓度更新,使路由选择与网络参数相关联,实现拥塞控制。仿真结果表明:该算法在分组交付率和平均端到端延迟等方面都有一定的改善。     

节点收缩和分解对节点加权复杂网络效能影响评价

针对复杂网络中无权网络不能解决节点之间相互作用的强度和连边的多样性、差异性等问题,对加权复杂网络中节点收缩和分解其影响进行研究。通过构建节点加权复杂网络模型,定义了网络服务效能和抗毁性能评价指标,分析了其效能评价指标,对网络中加权节点的收缩与分解过程进行形式化描述,在此基础上提出了节点收缩和分解实现算法和网络效能评价方法,并以典型的装备保障网络为例,对该评价方法的有效性和可行性进行了验证。实践分析表明:1)网络节点收缩可有效提高网络的服务效率,但抗毁性下降,节点分解则与之相反;2)网络中负载分布的均匀性与收缩和分解节点的网络拓扑位置及节点的负载情况有很重要的关系。     

基于复杂网络理论的无线传感器网络的连通性

针对当前没有将复杂网络中的特征量综合应用到无线传感器网络之中的问题,提出了基于复杂网络理论的无线传感器网络连通性分析方法。该方法利用特征量对无线传感器网络进行拓扑性质研究,分析了随机撒点下的网络由一个连通巨片与若干少量的孤立节点和孤立片组成的特点。通过仿真研究了连通率随通信半径变化的规律,以及节点密度与连通性之间的关系。指出了网络连通率会在临界区间内迅速上升直至达到基本全连通,并在给定区域条件下确定了临界区间的具体值。基于平均度对连通性与覆盖率进行了仿真分析,给出了简化无线传感器网络拓扑结构的建议。     

基于功能链的融合网络功能抗毁性评估

为解决现有作战网络模型抽象度过高、网络功能复杂性研究不够充分的问题,提出了一种 针对融合网络的功能抗毁性分析方法。建立作战体系融合复杂网络模型,在单层网路中处理异质、融合的节点;提出新的功能链概念,并基于功能链定义了节点的功能参与度和业务强度;在此基础上,定义功能完整度为网络功能抗毁性测度,对融合网络模型进行抗毁性评估。在抗毁性实验中,采用3类攻击方式对网络进行打击：网络信息完全未知情况下的随机攻击;网络信息不完全已知情况下的蓄意攻击——按节点度攻击;网络信息完全已知情况下的蓄意攻击——按功能重要度攻击和按贪婪规则攻击。实验结果显示：网络对抗随机攻击能力较强,对抗信息不完全已知的蓄意攻击能力稍弱,对抗信息已知的蓄意攻击能力较弱,验证了所提算法合理性。     

基于接收信号强度的无线传感器网络质心定位算法

针对原有质心定位算法精度低、锚节点比例过高的缺点,提出了基于接收信号强度(RSSI)的无线传感器网络质心定位算法。该算法将基于RSSI的测距值作为权重引入质心算法,通过仿真实验探寻算法模型最优权值,并运用迭代思想降低网络锚节点比例,同时采用测距校正、算法修正和设置RSSI阈值约束三种措施来控制算法误差。仿真表明,改进算法在定位精度、成本控制和环境适应性上优于原有质心定位算法。     

无线传感器网络连接问题研究

延长寿命和提高服务质量是无线传感器网络设计的主要目标,也是必须解决的重点、难点问题。本文从这一角度出发探讨了无线传感器网络中的连接问题。分析总结了网络连接的基本特征和判定条件,包括最优邻居节点数目及其临界值,节点密度和通信范围等;研究了连接与覆盖的关系,讨论了现有兼顾连接与覆盖的部署方法;探讨了保证连接降低能量消耗的拓扑控制问题;最后对实际环境中连接实验的特性和设计方案进行了分析。本文不但系统、全面地综述了关于连接的最新进展,而且对主要难点问题和今后发展方向进行了详细的分析。     

网络多层拓扑发现算法的分析

网络多层拓扑发现常用工具有多种:Ping测试IP的连通性,Traceroute发现路由器,DNS提供IP地址与主机名称间的映射,ARP保存同局域网设备的MAC和IP地址并将IP映射为MAC.小型网络重视链路层设备和主机的发现,而大型网络侧重网络层以发现路由器与子网.特大型网络拓扑发现需跨越很多异构型网络及管理域.拓扑发现算法的发现通常是从IP层到链路层.拓扑发现算法通过地址转发表、网桥生成树和端口流量进行计算.     

基于两坐标雷达和红外传感器的融合目标跟踪算法

利用雷达和红外传感器的观测信息及目标运动的特征信息，改善系统对机动目标的跟踪性能；并在雷达无法主动开机的情况下，应用测向测时差定位法，处理机动目标的无源定位问题，在此基础上，应用数据融合技术进一步提高系统的定位与跟踪精度。     

水声传感器网络信号到达时间差目标定位的最小二乘法估计性能

为解决水声传感器网络中测量误差和传感器节点位置误差同时存在时的目标定位问题,提出一种双误差模型下基于加权整体最小二乘方法。建立双误差条件下的信号到达时间差目标定位模型,采用加权整体最小二乘法对该模型进行求解,并推导权值的表达式。所提算法模型与实际符合性更好,且利用了测量误差方差和传感器节点位置误差方差的先验信息,以迭代方法得到最终的目标位置估计值。在模拟测量误差和传感器节点位置误差同时存在情况下对该方法进行仿真与水池试验验证,结果表明所提基于加权整体最小二乘的目标定位方法具有良好的定位性能。     

周期信号等效非均匀采样策略研究

本文提出了一种周期信号等效非均匀采样策略。利用均匀采样方法得到的等效非均匀采样，易于硬件实现。文中推导了非均匀采样的插值公式，并证明了在信号恢复和谐波分析中，非均匀采样策略具有均匀采样方法无可比拟的优越性。     

大规模WSN分簇路由蚁群算法的研究

为提高大规模WSN路由性能,提出了基于蚁群算法的无线传感器网络分簇路由算法。首先将网络节点进行聚类,将整个网络分解成一些小规模的区域类,然后利用蚁群算法对每个区域类并行求解最佳路径,并将所有区域类的路径解按一定规则生成整个网络路由的较优解。该算法根据聚类特征对任务进行分解,利用蚁群算法并行求解子问题后再生成全局解的方式,极大地加快了算法的求解速度,对建立大规模WSN路由有着重要启示。算法的时间复杂度和仿真测试分析表明,此算法具有良好的性能。     

密封物资仓储温湿度检测与监控系统

针对仓储中重要物资的密封包装可能发生泄漏而造成温湿度改变进而影响物资性能的实际情况,介绍了一种密封物资仓储温湿度检测与监控系统设计方案;系统包括温湿度检测、无线传感器网络和监控终端3部分,可实现对密封物资温湿度的实时监控,提高仓储物资使用的安全可靠性。     

一种有效的无线传感器网络攻击检测方法

针对现有无线传感器网络攻击检测算法检测率低、计算复杂度高等问题,提出一种新的基于分簇模型的无线传感器网络攻击检测算法。借鉴集中式数据汇聚模型中二分比较法的思想,对分簇式无线传感器网络中各簇均值进行二分比较,利用两部分均值的残差的统计特性进行攻击检测,并在相同实验条件下对二分比较法和t检验法进行对比分析。仿真结果证明,该算法的攻击检测性能要优于现有的攻击检测算法。     

基于多路由传输的无线传感器网络安全数据汇聚机制

针对无线传感器网络数据汇聚中存在的安全威胁问题,提出一种基于多路由传输的安全数据汇聚机制。该机制将传感器节点感知数据分解到不同的维数上,在数据传输过程中采用多路由传输,且在数据传输过程中不必执行解密-加密操作,并从外部攻击和内部攻击对新机制的安全性进行了分析。分析结果表明,该机制能有效抵御侦听、数据分组丢弃、路由分组丢弃等类型的攻击。