无线传感器网络仿真技术综述

针对无法在真实环境中进行无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)实验的情况,采用仿真技术研究无线传感器网络成为一种有效手段。在分析无线传感器网络结构的基础上,分析无线传感器网络仿真技术。首先归纳出目前常用的WSN仿真技术:典型的WSN模拟器、模拟器功能扩展、设计的WSN仿真平台和集成的WSN仿真框架,然后从设计思路和性能等方面对其进行对比分析,最后指出:考虑传感器节点对外部应用环境需求的集成多仿真工具方案,将成为新一代无线传感器网络仿真技术的发展方向。     

多分辨率建模技术在无线传感器网络仿真中的应用

由于无线传感器网络具有超大规模、与环境耦合紧密等特点,物理实验不可避免受到限制,仿真建模因此成为重要的研究手段.多分辨率建模作为复杂系统分布式仿真的关键技术,能够很好地满足无线传感器网络的仿真需要.本文简述了多分辨率建模相关的理论与技术,对其在无线传感器网络仿真研究中的应用意义做了分析,并且基于多分辨率建模方法提出了一种新的传感器网络仿真框架,最后通过仿真试验论证了新框架的可行性.     

无线传感器网络技术发展现状

无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术。从无线传感器的概念出发,概括介绍了其发展历程及节点结构和网络结构。介绍了目前该技术的研究重点及各领域的发展现状,并对每一方向的发展给出了展望。网络新技术的发展离不开仿真工具的模拟试验,本文又对目前应用在无线传感器领域的仿真工具发展状况给予了概要说明。最后,结合目前该技术的发展,给出了应用空间。     

无线传感器网络及其数据融合的研究

随着智能化、网络化等技术的日益成熟,具有潜在巨大应用价值的无线传感网络引起人们的重视与研究。本文介绍了无线传感器网络的相关特点和系统结构,采用NS2仿真工具实现无线传感器网络802．15．4协议的仿真,并针对延长无线传感器网络生命周期的数据融合技术进行了研究和分析。     

无线传感器网络模拟程序MySim的设计

无线传感器网络(WSN)的模拟仿真是网络仿真领域的新课题.在简要分析现有传感器网络仿真工具的优缺点的基础上,阐述了现有网络仿真平台不适合进行WSN通用模拟实验的原因,提出应当根据WSN具体的应用需求,开发相应的网络仿真环境,并设计开发了一个抽象的WSN的模拟模型.在该平台的基础上,设计了可靠传输协议的模拟实验.实验结果表明,该模拟环境可以有效地对新算法进行实践和评价.最后得出结论,根据具体应用开发的模拟环境,能更好的满足WSN的仿真需求.     

多传感器管理在无线传感器网络中的应用研究

多传感器管理应用于多传感器领域，用来提高数据融合的性能及对环境的检测程度。无线传感器网络是多传感器与无线网络领域的交叉应用。文中提出了一个无线传感器网络中多传感器管理的应用模型，并进行了初步的仿真实验。实验证明了该模型的有效性。     

无线传感器网络测试系统数据融合研究

根据无线传感器网络在军事领域中研究与应用,对无线传感器网络用于军事装备测试成为新的应用方向.针对无线传感器网络在军事装备测试系统中数据冗余大、关联性强、实时性要求高等问题,为提高传输率与数据精度,提出了基于核偏最小二乘法的无线传感器网络数据融合算法.利用核偏最小二乘法对数据进行回归建模并进行仿真,实现数据快速融合.仿真结果表明,方法的可行性和有效性.     

多传感器管理在无线传感器网络中的应用研究

多传感器管理应用于多传感器领域,用来提高数据融合的性能及对环境的检测程度.无线传感器网络是多传感器与无线网络领域的交叉应用.文中提出了一个无线传感器网络中多传感器管理的应用模型,并进行了初步的仿真实验.实验证明了该模型的有效性.     

基于RCFile的无线传感器网络数据存储策略研究

随着无线传感器网络技术的发展,其应用价值遍布环境监测、工农业、抢险救灾、军事国防、生物医疗等许多领域.由于无线传感器网络特征与节点特点,其数据存储与查询策略研究成为热点.对已有的数据存储策略进行了详细介绍与研究,并分析它们的优缺点;其次结合大数据中一种高效的数据存储结构——RCFile,并将其应用到传感器网络的数据存储中,结合行列存储的优势,改变数据存储结构,提出了一种基于RCFile的无线传感器数据存储算法(Wireless sensor network Data Storage based on RCFile,WDSR),并给出了仿真结果分析.仿真结果表明,提出的算法在低能耗、高效率方面存在一定优势.最后指出了无线传感器网络数据存储算法的发展方向.     

DSMAC:一种适于无线多媒体传感器网络的信道接入协议

多媒体传感器网络作为一种多媒体信息获取和处理方式,已在军事、民用及商业领域中显示出广阔的应用前景.信道接入协议能否高效地使用无线信道是保证无线多媒体传感器网络通信的最关键的因素之一.分析支持多媒体业务传输的无线传感器网络信道接入协议的要求,提出适于多媒体传感器网络提供区分服务的信道接入协议--DSMAC(different service medium access control),对实时业务与非实时业务实现了区分服务,在信道接入帧内的随机竞争期实现突发业务及时接入,支持突发多媒体业务实时传输,并提出了多信道簇间传输方式,避免了隐终端冲突.最后,对协议的服务区分、实时性、吞吐量以及能量有效性等性能进行了仿真实验,验证了其优良性能.     

基于MSR局部多径的QoS路由算法

无线多媒体传感网络（WMSN）QoS路由研究的普遍思路是通过增加网络控制负载以保障服务质量（QoS）。针对该思路中网络效率低的缺陷,提出一种应用于Mesh结构WMSN中的,基于局部多径策略的QoS路由算法（PQMSR）。该算法在保障QoS的前提下,参考多径源路由（Multipath Source Routing,MSR）算法,通过局部多径策略和携带QoS信息的IP包头来降低网络控制负载。NS-3网络模拟实验结果表明,该算法能够在保证较高传输成功率的同时,降低网络负载和网络延时。     

基于簇首轮替的高密度无线网状传感器网络中能耗均衡休眠调度方案

将无线传感器网络和无线网状网络相结合构建了无线网状传感器网络拓扑结构,将部分传感器设为休眠状态可以降低高密度无线网状传感器网络中的能量消耗,并且均衡网络能耗可以解决能量空洞问题。提出了一种基于簇首轮替的无线网状传感器网络能耗均衡的休眠调度方案。通过建立簇首轮替的能耗模型,得到在不同传感器轮流担当簇首的条件下网络能耗均衡时传感器的休眠概率。分析和仿真结果表明,相比较随机调度方案,该方案保证了网络覆盖范围,延长了网络生存时间,均衡了网络的能耗。     

能量采集传感器网络中MAC协议研究综述

随着能量采集技术（Energy Harvesting,EH）的发展,越来越多的无线传感器网络（Wireless Sensor Networks,WSNs）已经具备了从太阳能、风能、射频能等能量源采集能量并持续工作的能力。为了适应无线传感器网络的这一趋势,媒体接入控制协议（Medium Access Control,MAC）也需要从能量采集的角度进行新的设计,从而更好地提供稳定且高效的数据传输。基于对大量的应用于能量采集传感器网络（Energy Harvesting Wireless Sensor Network,EH-WSNs）中MAC协议的研究,细致地总结了这些MAC协议的特性,对其进行了有效的分类。根据这些分类,进一步地选取了多个EH-WSNs中的典型MAC协议,对其优缺点进行了分析与讨论,并提出了对未来EH-WSNs的MAC协议设计的展望。     

基于业务区分的无线多媒体传感器网络QoS体系结构

无线多媒体传感器网络（WMSNs）的网络服务质量（QoS）一直是人们关心的核心问题,然而目前WMSNs的QoS保障研究主要针对单个协议层或特定应用场景,缺少系统性的QoS体系框架研究。结合无线传感器网络自身特点,利用图论对网络进行建模。在此基础上,提出一种三层可计算QoS指标体系,并根据各种应用不同QoS需求将应用分为四类,设计出一种基于业务区分的无线多媒体传感器网络QoS体系结构（DQoSAW）。以传输MPEG视频流为例对DQoSAW进行验证,实验结果表明DQoSAW能够显著改进WMSNs的整体性能。     

异构传感网中避免中间人攻击的方案研究

物联网技术的快速发展,使得异构传感网（HWSNs）得到了普遍应用,HWSNs的安全也引起了广泛关注。HWSNs安全性研究的重点问题之一是密钥管理方案及其协议的设计。HWSNs固有的特性使得密钥管理研究面临许多新挑战,提出了一种基于椭圆曲线加密（ECC）与对称密码体制的混合密钥管理方案NHKM,通过使用证书和不重数签名实现对节点公钥的认证,较好地避免了中间人攻击。仿真结果表明,NHKM方案与传统的密钥管理方案相比,具有更低的资源开销、更高的网络连通性、可扩展性和抗毁性。     

基于RSSI误差分析的无线传感器网络定位研究

提出了一种新的无线传感器网络定位算法,该定位算法主要用来有效处理无线传感器网络在实际应用地理环境中遇到的一些问题,使得算法更适应于实际应用环境。研究分析了在实际应用环境中,导致RSSI测距产生误差的两大因素,基于此提出了RSSI信号理论模型在线修正方法及使用三个网络节点来实现定位的方案,以减小RSSI误差对定位精度的影响。仿真实验结果表明,算法是有效可行的。     

WSN中基于分簇结构的密钥管理方案研究

安全机制中密钥管理方案一直是无线传感器网络的研究热点。在分析无线传感器网络的基础上。具体地描述了分簇式密钥管理方案并分析其优缺点,提出几点基于分簇式密钥管理方案的研究设想。     

一种结合粒子群和虚拟力的动态节点部署策略

无线传感器节点部署是无线传感器网络研究的关键问题,面对工作在复杂环境下的众多传感器节点,模拟了一个由随机部署的固定节点和移动节点构成的无线传感器网络环境。为了优化节点的布局,将粒子群算法与虚拟力相结合,提出了一种虚拟力扰动指数权值递减型粒子群算法,该策略通过改进粒子群算法加快了粒子进入局部搜索的速度,并异构了节点间虚拟力来影响粒子群算法中粒子的进化过程,提高算法收敛速度。仿真结果表明,和传统的粒子群算法相比,提出的算法可以得到更高的覆盖率,且收敛速度更快。     

WSN中入侵节点检测的节点测距方法

提出基于节点测距的无线传感器网络（WSN）入侵节点检测算法,用于检测无线传感器网络中是否存在外来的伪造节点。该算法运用节点自身的各种传感器进行节点间测距,通过综合分析测距结果保证该算法能成功检测到网络中存在的伪造节点,检测中不需要网络同步时钟和节点位置信息。该算法可适用于不同规模、不同应用的无线传感器网络。通过理论分析和仿真实验验证了该算法在无线传感器网络节点攻击检测中的有效性和可行性。     

基于K-SVD的低信噪比WMSN视频图像稀疏去噪

无线多媒体传感器网络WMSN因感知视频等信息的优势而被广泛应用,但受天气、光照等外因干扰,所采集视频图像常含有较为严重的噪声。因此,在低信噪比条件下进行视频图像去噪是保证WMSN视频监测有效性和可靠性的关键。在分析WMSN视频图像特征的基础上,首先对其进行周期性采集、分帧及帧差等预处理;然后对关键帧运用K SVD训练DCT冗余字典以充分稀疏表示图像特征,并采用基于残差比的改进型Batch OMP实现关键帧去噪及重构,而对残差帧则基于DCT冗余字典进行稀疏去噪处理;最后,叠加去噪后的关键帧和残差帧,从而整体上实现低信噪比WMSN视频图像的去噪及重构。实验表明,本算法能更加有效地、较为快速地滤除视频图像噪声,适用于低信噪比WMSN视频图像去噪。