无线传感器网络改进引力搜索算法的设计与实现

为了高效利用有限的无线传感器网络节点能量,延长网络的生命周期,提出了一种应用于无线传感器网络协议中的改进引力搜索算法(IMPGSA)来更新簇头节点的位置。该算法使用分数阶微积分对引力搜索算法(GSA)进行优化,使用多目标适应度函数对簇头节点更新后的位置进行评估,这些目标包括距离、延迟、链路生命周期和能量。仿真结果表明:本文提出的改进算法与人工蜂群算法(ABC)、引力搜索算法(GSA)和粒子群免疫协同算法(MPSICA)相比,网络生命周期分别提高了10.7%、22.4%和13.1%。可见,该算法通过在网络中不断进行迭代以更新簇头节点的位置,有效延长了网络节点的生命周期,进而有效延长了网络本身的生命周期。     

基于能量受限的无线传感器网络路由设计

由于传感器节点能量的有限性,如何延长网络的生命周期是无线传感器网络(WSN)路由设计的主要目标.为解决LEACH协议存在簇头分配不均匀和能量消耗较大等问题,研究一种基于蚁群算法的无线传感器网络路由设计方法.主要采用节点能量来选举簇头,采用蚁群算法优化簇间路由以实现簇间通信.仿真结果表明这种方法优于LEACH算法,在降低能量消耗与延长网络生存周期等方面具有更好的性能.     

TCP连接迁移的移动无线传感器网络数据可靠传输技术研究

针对可移动的无线传感器网络提出了基于TCP连接迁移的可靠传输技术,传感器节点加入网络时采用簇节点选择算法确定上层簇节点,当传感器节点移动出所连接簇节点临界区时,采用连接迁移节点选择算法选择迁移的目标簇节点,并进行连接迁移.该技术可以保证传感器节点在移动过程中仍然能够可靠的进行数据传输,具有对传感器节点透明的特点.仿真实验验证了方法的有效性和可行性.     

基于距离分簇算法的WSN组网方法

针对无线传感器网络中传感器节点能量受限不能及时供给的问题,提出一种基于距离分簇算法的无线传感器网络组网方法,旨在均衡节点负载,提高通信效率。算法由Sink节点发起,主要通过设置Sink节点的不同通信距离来划分传感器网络,根据网络层数设定每个簇的最大节点数目,引入簇首轮换机制保证网络存活周期,根据多跳通信路由函数选取簇间通信最佳路由。仿真结果验证了算法能够有效降低网络能耗和延长网络生存周期。     

多级异构无线传感器网络能量优化分簇算法

针对现有异构无线传感器网络分布式分簇结构路由算法的竞选簇头机制并未充分考虑节点位置和剩余能量的影响,提出一种多级异构无线传感器网络能量优化分簇算法.该算法依据节点位置与剩余能量来改进竞选簇头的阈值函数,使得距离基站近且剩余能量高的节点被选举为簇头的机率增大,避免距离基站远的簇头过多而导致簇头死亡过早,从而优化全网能量消耗.理论分析和仿真实验表明新的分簇算法与现有的一些分簇算法相比明显提高了网络生存周期,增加了网络吞吐量.     

复杂网络在交通网络节点重要度评估中的应用

为了找到道路交通网络中的重要节点,保障交通通行.文中使用一种基于节点收缩方法的复杂网络节点重要度评估办法,将该方法应用于城市道路交通网络,并以莲湖区为例评估该区域城市道路交通网络的节点重要性.结果表明:道路交通网络中的节点重要度与通过该节点的交通流量和节点在网络中的位置有关,使用该方法得到了道路交通网络节点重要度的排序,结果更贴近实际情况.     

基于聚类的无线传感器网络的分簇算法研究

针对无线传感器网络中的LEACH算法的簇头节点分布不均匀的不足之处,提出了一种基于聚类的无线传感器网络的分簇算法．该算法将传感器网络按照节点的实际分布情况采用聚类算法聚成几个类（分簇）,在各分簇中分别选择簇头节点．模拟实验结果显示算法与LEACH相比具有更好的性能．     

基于PSO算法的无线传感器网络组网方法

针对无线传感器网络中各节点能量有限的特点,设计了一种基于PSO算法的分簇组网方法。目标函数为最小化节点数据传输能耗、平衡簇头节点的负载、协调成员节点的通信能耗和网络的最优通信结构。算法由基站发起,广播至网络中的每个节点,利用PSO算法设计了两阶段组网算法,将目标网络划分为若干簇,形成高效的数据传输网络。仿真结果证明了算法能够有效延长网络的生存期和提高通信效率。     

WSN中一种新的基于蚁群优化的路由算法

针对无线传感器网络路由中网络节点能量和生存时间受限问题,提出了一种基于蚁群优化的WSN分簇路由算法.算法引入蚁群优化,对网络覆盖区域内的节点进行分簇处理,簇内利用蚁群优化算法进行最优路径搜索.仿真结果表明:该算法能有效平衡网络节点间能耗,延长网络生存期,蚁群增强了最优路径的可靠性,进一步降低了网络能耗.     

WSN中基于离散人工鱼群的分簇拓扑优化算法

针对无线传感器网络中的HCAGG未综合考虑邻居节点的距离和能量分布,离簇首节点较远而能量较少的节点易成为盲节点的问题,提出一种分级簇算法.该算法引入新的综合权值计算方式,利用离散人工鱼群算法快速遍历到满足成员节点距其越远能量越多,反之越少的新簇头,降低了盲节点出现的概率.仿真结果表明,该算法有助于均衡节点能量,能有效延长网络生存期.     

基于仿生硬件的无线传感器网络节点自修复方法

针对现有无线传感器网络节点硬件固定,不能重新配置的问题,设计了一种全新的基于仿生硬件的无线传感器网络节点自修复方法,采用仿生硬件实现动态可重构无线传感器网络节点,以使节点能够自主地、动态地改变自身的结构和行为,在其部分硬件失效情况下进行节点的仿生自修复.该研究提出了相关节点的仿生自修复方法,研制了基于现场可编程阵列的仿...     

水信息监测无线传感网的节点设计

介绍了一种以无线传感网技术实现水信息监测的方法.讨论了将短程和远程无线通讯相结合的分层传输结构,重点对实现分层网络需要的传感器节点和网关节点的关键技术进行了分析.并利用这些节点构建了水信息的监测系统.应用结果表明,节点设计通用、可靠,易于使用与维护.     

基于近邻算法的无线传感器网络功率控制

针对因无线传感器网络节点部署的密集性和随机性造成单一、不变的发射功率无法满足无线传感器网络能量高效的要求,提出基于近邻算法的无线传感器网络功率控制算法(NNPC).该算法中Sink节点保存整个网络拓扑结构的信息,利用多近邻算法评估节点密度,确定最优通信距离.结合Friss自由空间模型和两线地面传播模型计算当前网络最优发射功率,Sink节点广播通知节点采用最优发射功率发送数据.如果节点没有接收到广播包,那么节点采用默认的最大发射功率.仿真结果表明,基于近邻算法的网络功率控制算法能提高整个无线传感器网络的生存时间,节省网络的平均能耗.     

动态融合复杂网络节点重要度评估方法

为挖掘复杂网络中的关键节点及提高网络鲁棒性,针对有/无线多网融合的层级网络,提出了动态融合复杂网络模型及其节点重要度评估方法.结合动态融合复杂网络的特点,定义了边连通概率、路径连通概率、网络连通概率、融合节点比例、融合节点分布和融合路径比例等与网络动态性和融合性相关的参数.在单层复杂网络节点重要度评估指标的基础上,设计了融合网络节点度中心性、节点介数中心性和节点融合中心性指标.其中,融合节点的节点融合中心性表示融合节点对网络融合的贡献程度,非融合节点的节点融合中心性表示非融合节点对网络融合的辅助作用程度,主要体现在作为融合节点之间的中继节点.最后,综合考虑网络拓扑结构、动态融合特性等因素进行节点重要度评估.以改进的动态交织风筝网络为例进行仿真分析,结果表明该方法能够比较全面地刻画节点在动态融合复杂网络中的重要性.利用NS2搭建由光通信网和卫星通信网融合构成的仿真实验网络,进一步验证了在仿真网络环境中本方法的有效性.     

无线传感器网络簇内可疑节点的博弈检测方法

针对无线传感器网络内部可能存在行为异常的可疑节点问题,在分簇路由协议的基础上,采用博弈方法通过簇内多个邻居节点对某一可疑节点进行判定,邻居节点产生的检测结果传输至簇头进行汇总. 簇头节点统计结果并采用多数投票方式对可疑节点进行判定. 为了保证数据传输的安全性,采用对称加密算法对各检测节点判定结果进行加密.若可疑节点是恶意节点,则该判定结果将在簇内广播,以达到隔离可疑节点的目的. 为了更符合实际环境,在博弈模型判定时,考虑攻防双方节点的能量消耗.实验结果表明,该多检测节点方案能够较好地分析无线传感器网络中可疑入侵节点和检测系统之间的博弈关系,提高了对可疑节点判定的准确性.     

人体运动传感数据的无线采集方案设计

提出运用无线传感网络的方法实现人体运动传感数据的采集.该系统包含传感节点、簇首节点和汇聚节点.采用分层分簇的组网形式,传感节点通过无线的形式自适应地连接到某个簇首节点.每个簇首节点采用分时的形式组织各自的传感节点,并进行数据融合,转发到汇聚节点,汇聚节点通过USB接口把数据传到上位PC机.针对该方案的特点,对传感节点和簇首节点之间的无线传感器网络设计了一套协议,主要包含节点间的时间同步机制和节点申请入网竞争的时延退避机制.实验结果表明,该协议具有数据通信可靠性高、丢包率低的优点.     

分簇无线传感器网络安全多路径路由协议

针对多路径路由难以有效抵御恶意节点对无线传感器网络网络层的安全攻击,将多路径路由与节点可信度评价进行有效结合,以节点的转发数据包成功率和包重传率作为直接信任指标,邻居节点对评价节点的信任作为间接信任指标,提出一种基于可信节点的安全多路径路由协议.为降低网络开销,只对簇头节点进行可信度评价,并利用节点信任值衡量下一跳节点的可靠性,计算能达到期望安全性要求的多路径数目,进行信任多路径路由的建立.仿真结果表明:该协议能够有效地均衡路由能耗,延长网络生存周期,保障无线传感器网络的路由安全.     

无线传感器网络在粮情监测中的关键技术研究

综合有线和无线传输系统的优点,构建基于无线传感器网络的新型仓储粮情温湿度监测系统体系.整个无线传感器网络监测系统根据仓库数量及分布划分成若干相对独立的传感器网络,每个相对独立传感器网络通过各自主族节点和网关接口,与仓库外现场总线相连,把传感器节点监测到的数据传输到仓储监测管理中心.重点讨论一个适合在仓储粮情监测的无线传感器网络的拓扑控制、网络通信协议及与现场总线互联等关键技术问题.     

基于Rough set理论的无线传感器网络节点故障

提出了一种无线传感器网络（WSN）节点故障诊断的新方法，首先基于粗糙集理论中改进的可辨识矩阵算法得到故障诊断决策的属性约简；然后通过属性匹配的故障分类算法，建立一套WSN节点故障诊断方法，对WSN节点的各个模块分别进行具体的故障诊断和定位. 仿真实验表明，该方法在WSN节点故障诊断时通信代价小、能量消耗低、诊断准确率高，因而具有在能量有限的WSN节点中应用的可能性.     

无线传感器网络PEGASIS协议的研究

为建立一个高效节能的路由环境,在分析PEGASIS（power—efficientgatheringinsensorinformationsystem）的基础上,对PEGASIS算法进行了改进。将整个传感器区域划分为等宽的子区间,由每个区间内距离Sink最近的节点建立主链,然后在每个区域内建立链树,再由主链节点轮流担任根节点与Sink通信,以减少通信开销。模拟实验表明,算法在生存时间、能耗均衡等方面的性能较PEGASIS有明显提高。