多障碍场景的有向传感器网络覆盖优化算法

针对监控区域中存在障碍物的情况,引入一种避障策略,提出基于虚拟势场的传感器网络覆盖优化算法。该算法基于有向感知模型,通过重叠覆盖区域、有效覆盖区域和障碍物遮挡区域之间虚拟力的相互作用,调整节点的传感方向,逐步消除网络中的重叠覆盖区域和障碍物遮挡区域,并根据分布在边界区域的边界节点进行改进,通过在边界线上增加一个虚拟邻居节点,实现有向传感器网络的覆盖性能增强,并分析传感器参数对覆盖率的影响。仿真结果表明,在有障碍物的情况下,该算法可有效提高网络覆盖率。     

基于混沌粒子群的有向传感器网络覆盖优化

研究有向传感器网络覆盖控制问题,全向传感器不能直接应用于有向传感器网络.为改善有向传感器网络覆盖性能,在分析有向感知模型的基础上,提出了应用混沌粒子群的有向传感器网络覆盖优化算法,可随机部署有向传感器网络,以网络区域覆盖率为优化目标,利用粒子群算法较快的收敛速度和混沌搜索的遍历性、随机性,通过调整传感器节点的主感方向,减少网络感知重叠区和感知盲区.仿真结果表明,改进算法能有效提高网络覆盖率.与基本粒子群等覆盖优化算法相比,改进算法覆盖优化性能更好.     

基于虚拟势场的有向传感器网络覆盖增强算法的改进

在对现有的基于虚拟势场的有向传感器网络覆盖增强算法存在的问题进行深入分析和研究的基础上,提出对该算法改进和优化的方法.核心思想是针对网络中的边界区域节点受力模型,引入虚拟节点,以增强网络对边界区域的覆盖率;同时,提出自调整角速度的机制,不仅提高了该算法的执行效率,而且网络调整后其覆盖效果达到最佳.仿真结果表明,在节点随机部署的情况下,改进后的算法(IPFCEA)可以更有效地增强网络的覆盖率,提高其调整节点时的收敛速度,提升网络的整体性能.     

有向传感器网络覆盖增强研究

为提高视频传感器网络的感知覆盖率,基于有向传感器感知模型,提出一种利用Voronoi图的视频传感器网络覆盖增强算法。该算法采用质心替代节点扇形感知区域并构造Voronoi图,通过调整节点感知方向对代替扇形感知区域的质心进行均匀分布,以消除网络中感知重叠区和盲区,提高整个有向传感器网络覆盖率。仿真结果表明,该算法能够有效提高网络覆盖率并能快速收敛。     

面向三维的有向异构传感器网络覆盖优化算法

针对面向三维的有向异构传感器网络随机部署节点产生的覆盖重叠区和盲区的问题,提出了一种基于粒子群优化（PSO）算法面向三维的有向异构传感器网络覆盖优化算法（PSOTDH）。该算法在建立新的三维有向感知模型的基础上,在模型中引入三维重叠质心、三维有效质心和三维边界质心的概念,通过PSO算法对面向三维的有向异构传感器网络进行三维覆盖重叠区域优化和三维边界节点优化处理,使节点的主传感方向发生改变,从而使三维重叠质心、三维有效质心和三维边界质心分布更加均匀,进而达到提高覆盖率的目的。仿真结果表明,该算法经过25次优化以后可以提高网络覆盖率约27.82%。由此可见,该算法能够快速、有效地提高网络的覆盖率。     

遗传算法在无线传感器网络覆盖中仿真研究

在无线传感器覆盖问题的研究中,传统覆盖算法存在节点覆盖区域间重复率高、能耗浪费从而导致网络覆盖效率低、网络寿命短的难题.为了提高无线传感器网络的覆盖率、延长网络生存时间,提出一种遗传算法优化的无线传感网络覆盖方法.首先把拓扑控制思想引入到网络节能覆盖中,无线传感器最大覆盖率为目标,建立一个感知半径之和最小的数学模型,然后利用遗传算法对模型进行求解,从而得到最优网络覆盖.最后进行仿真实验,仿真结果表明,相对于传统算法,不仅节能而且可以用较少的传感器节点获得较高覆盖率、有效地降低信道通讯干扰、提高网络的抗毁性.     

基于模糊粒子群算法的有向传感器网络路径覆盖策略*

建立有向传感器节点模糊感知模型,利用模糊数据融合规则减少网络不确定区域.对于有向传感器网络路径覆盖问题,提出基于模糊粒子群算法的有向传感器网络路径覆盖增强算法,将n维求解问题转化为一维求解问题,以提高单个传感器节点净覆盖域为目的,提高网络覆盖率.仿真结果表明,对于感知方向可连续调节的有向传感器网络节点,在随机部署情况下与现有算法对比,文中算法能有效提高有向传感器网络路径覆盖率,并且具有较快的收敛速度,延长网络生存期.     

基于改进粒子群的无线传感网络覆盖优化方法

常规的无线传感网络覆盖方法一般采用三角划分策略,存在覆盖节点分布不均匀、覆盖范围有限、覆盖率较低等不足,具有较大的局限性。针对此问题,引入改进粒子群算法,提出一种全新的覆盖优化方法。首先,设计无线传感网络区域覆盖,使传感器节点均匀覆盖在整个待监测物体所在区域;其次,建立节点感知模型,实时反映像素点与无线传感器节点距离的动态变化;最后,设计基于改进粒子群的覆盖优化算法,实现无线传感网络覆盖率最大化的目标。实验结果表明,所提方法能够显著提高网络区域覆盖率,覆盖率均在96%以上,全局覆盖优化能力较强。     

基于虚拟力算法的WMSNs覆盖研究

为了提高无线多媒体传感器网络（WMSNs）区域覆盖率,在传感器节点随机部署后,通过调节传感器节点的感知方向,使节点从感知重叠区域向覆盖盲区转动,提高网络覆盖率。针对现有算法中存在覆盖效率和覆盖率不能统一的问题,提出一种改进的虚拟力覆盖算法（VFARCR）,该算法利用传感器节点感知扇形区域质心点间的斥力调节感知方向,且通过传感器节点间的覆盖冗余度的决定方向调整的大小,虚拟力和覆盖冗余度共同控制传感器的转动。仿真实验表明：该算法提高了覆盖效率和覆盖效果,提高了虚拟力覆盖算法的性能。     

无线传感器网络覆盖优化算法的仿真研究

关于优化网络生命周期,研究无线传感器覆盖问题,针对无线传感器网络节点存在严重冗余问题,影响网络覆盖优化机制,导致传统算法网络覆盖率低,能量大量消耗,网络生存时间短等难题.为了提高无线传感器网络的覆盖率,有效延长网络生存时间,提出一种基于蚁群算法的无线传感网络覆盖优化机制.首先把网络监测区域划离散化成若干个网格点,将网络有效覆盖率和节点最小利用率作为优化目标,建立一个组合优化数学模型,然后利用蚁群算法对优化模型进行求解,从而得到最优网络覆盖率.仿真结果表明,不仅很好地降低了节点的冗余,减少了网络的能量消耗,而且有效地提高了网络的覆盖率,从而达到了延长网络的生存周期的目的.     

有向移动异构传感网分布式部署策略

针对移动异构有向传感网的覆盖增强问题,提出了一种基于虚拟全向感知圆的节点分布式部署策略DDS（Distrib?uted Deployment Strategy）。DDS采用等面积虚拟全向感知圆替代有向节点感知扇形,根据不同感知圆之间的位置与半径大小关系为每个有向节点合理构建区域覆盖子区间,最后由该子区间多边形的形心确定节点的候选位置坐标。同时,DDS策略充分利用有向节点的旋转特性,计算节点视角方向使其面向检测区域外侧。节点通过视角调整和合理移动,不断提高网络覆盖率。仿真结果表明,DDS在提高网络覆盖率,增强节点分布均衡性方面具有明显的优势。     

一种移动无线视频传感器节点的覆盖算法

在现有的无线传感器网络覆盖算法的研究中,缺乏对移动节点路径规划的研究,而针对具有视频传感器节点的网络仍使用普通传感器圆形覆盖区域的测量方法来计算覆盖面积,并不完全符合实际情况.基于这两方面的原因,本文提出了一种适用于无线视频传感器节点的最大覆盖算法,并提出一种对于视频传感器节点覆盖面积的计量方法.该算法能够使节点在保证网络连通性的前提下,达到最大的有效监测范围.此外,本文建立了相应的仿真实验模型,对该算法的有效性和覆盖面积进行了实验与分析.结果表明,本算法的节点监测面积大约为使用随机运动算法的节点监测面积的1.5倍左右,并可以保证网络的连通性.     

有向异构传感器网络覆盖优化算法

针对有向异构传感器网线随机部署产生覆盖重叠和盲区这一问题,受到虚拟势场算法的启发,提出了基于虚拟势场的有向异构传感器网络覆盖优化算法（PCADH）。以有向感知模型为基础,引入重叠质心、有效质心和虚拟边界质心的概念,对有向异构传感器网络进行虚拟受力优化、节点往复运动优化和边界优化处理。仿真结果表明：算法可以快速有效地提高有向异构无线传感器网络的覆盖率。     

无线多媒体传感器网络中的覆盖增强算法

针对无线多媒体传感器网络节点感知范围的视角性和方向性,提出了基于虚拟力和粒子群算法的覆盖增强算法.该算法通过传感器节点之间存在着的大小不等的引力或者斥力的虚拟力作用,调整传感器节点的位置,使网络中节点的分布合理和均匀;通过粒子群优化算法调整有向传感器节点的工作方向以达到覆盖的最大化.仿真实验结果表明,基于虚拟力和粒子群算法的覆盖增强算法能很好的提高网络的覆盖率.     

三维水下移动传感网多目标有向路径覆盖增强研究

水下传感网中实现多个移动目标的协同追踪任是一个技术难题,针对这个问题论文提出了一种分布式的多目标有向路径覆盖增强算法。在实际的三维水下传感网中,水下传感器节点会随着水流运动而移动,被追踪的目标具有自主行动能力。假设移动规律遵从Meandering Current Mobility模型,多个运动目标沿着基于概率的Random Walk移动模型轨迹运动。在论文提出的算法中,覆盖运动路径的传感器节点通过两跳邻居节点范围内的水下传感器节点协同决策来实现最大化路径覆盖,通过调整水下传感器节点自身的有向覆盖方向达到多目标轨迹路径有向覆盖率平均值最大,并使多目标轨迹路径有向覆盖率标准方差尽量小。最后论文通过MATLAB软件仿真来验证分布式覆盖增强算法的有效性,能够显著提高多个移动目标的路径覆盖率。     

有向感知可充电传感器节点的动态激活策略

在采集环境能量供电的有向感知传感器网络中,节点的激活、休眠调度及感知方向选择关系到对目标点的覆盖和监测成功率.基于节点采集能量速度慢于耗能速度及采集能量速度快于耗能速度两种情况,设计了逐次贪婪节点激活算法SGA和逐次贪婪节点休眠算法SGI.SGA算法逐次将能够给系统带来最大覆盖率增益的感知节点分配给其对应的时隙及感知方向;在为所有感知节点在所有时隙选择最佳感知方向激活的基础上,SGI算法逐次选择令系统覆盖率损失最小的感知节点,令其在相应的时隙休眠.理论证明,SGA算法及SGI算法至少能获得最优激活调度算法50%的系统平均覆盖率性能,且将最大化系统覆盖率的NP难问题转化为简单的多项式时间方法.最后,仿真验证了SGA算法和SGI算法的性能.     

基于四面体质心迭代的三维APIT定位算法研究

本文针对三维无线传感器网络中APIT定位算法覆盖效率低的问题,提出一种基于质心迭代的三维APIT定位算法（TC-APIT）。该算法对包含未知节点的四面体进行质心迭代求解,减少了网格扫描法的计算量。同时该算法将已经定位的未知节点晋升为锚节点,对网络中的稀疏节点进行重新定位。仿真结果表明：改进后的算法相比于原有APIT定位算法,实现了稀疏节点定位,覆盖率增大12%左右。     

无线传感网络交叉覆盖节点路由删除仿真研究

针对无线传感网络中节点的覆盖范围较小,删除无用路由所用时间较长,导致网络覆盖率低和路由删除效率低的问题,提出无线传感网络交叉覆盖节点路由删除方法。建立节点覆盖模型,在节点覆盖模型的基础上将无线传感网络的覆盖率和连通性当做综合评价函数,构建无线传感网络交叉覆盖节点优化布局的数学模型,并采用罚函数结合无约束优化模型代替传统约束优化模型。运用自适应遗传算法求解无约束优化模型,实现无线传感网络中交叉覆盖节点的优化布局,进而删除无线传感网络中存在的无用路由。分析实验结果得出,所提方法的网络覆盖率高、路由删除效率高,说明所提方法实际应用性强。     

基于虚拟力的混合感知网节点部署

感知网一般是由静态的或移动的节点组成,为保证感知网的感知功能,节点应该有自部署和自修复能力.然而全部由移动传感器组成的感知网的成本太高,为保证感知网的覆盖功能和低成本,提出了一种在静态传感器节点中加入移动传感器节点的混合感知网形式.为了更好地部署这些节点,最大化覆盖待感知区域,提出了一种基于节点间虚拟力的移动节点部署方法,利用静态节点和移动节点以及移动节点之间的虚拟人工势场产生的作用力来控制移动节点的运动,使移动节点能够在较短的时间内,以较少的能量消耗到达自己合适的位置.在理论上分析了算法的可行性,用仿真实验验证了此算法的有效性,并和其他3种类似算法进行了性能比较.