基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法

提出一种基于蚁群算法的无线传感器网络按需多路节能路由算法.该算法综合了蚁群优化算法和AODV路由协议的思想.通过蚂蚁并行地在源节点和目的节点之间建立多路径路由,提高了网络数据传输的实时性、延长了整个网络的生命期.仿真结果表明.该算法与多种群蚁群优化路由算法、基本蚁群算法相比,在整个网络的生命期和节能方面效果显著.     

一种非线性动态自适应的Agent联盟生产算法

代理(Agent)联盟是对无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Network)进行管理的重要手段.引入粒子群算法PSO(Particle Swarm Optimization)并对其进行改进,使PSO的参数具有非线性动态自适应性.将改进的PSO用于求解Agent联盟生成问题,并针对WSN的特性设计了一种效益函数用于评价联盟的效益.采用基于非线性动态自适应PSO的Agent联盟生成算法,在联盟生成初期搜索范围较广,搜索后期在局部挖掘上表现出良好的性能.实验证明在解决Agent联盟生成问题中,基于PSO的算法在稳定性上优于其他算法,基于改进PSO的联盟生成算法可以加大搜索空间,更快的收敛到最优解,且该算法可以同时生成多个Agent联盟,支持并行多任务环境下的Agent联盟求解.     

基于遗传算法的传感器网络动态联盟研究

动态联盟又称"虚拟企业",是一种企业管理手段.它指一些相互独立的商业过程或企业组成的暂时联合.这里,把其理念应用于无线传感器网络中随机散布模式的节点动态组合研究,并基于遗传算法设计了过程模型,很好地解决了大规模传感器网络在应用过程中的节能规划问题.最后,本文针对该算法结出了仿真结果并对其行了分析,以说明算法的有效性.     

基于单神经元PID的WSNs邻居节点级功率控制算法

针对无线传感器网络(WSNs)中功率控制算法不能实时地调整节点功率和能量消耗较大等问题,提出了一种基于单神经元PID的邻居节点级功率控制算法.该算法结合WSNs传输功率模型,通过实时地控制邻居节点的数量,调整每个节点的功率,动态控制网络的能耗.仿真结果表明:该算法能根据网络连通性要求调整传感器节点的功率,实时性好,收敛速度快,有效地降低了网络的整体能耗.     

基于分布式动态簇结构的WSN自适应目标跟踪算法

目标跟踪是无线传感器网络应用研究的一个重要问题,如何在传感器节点随机分布的条件下对目标进行实时、准确的跟踪,并尽可能地降低网络能耗是目标跟踪问题的一个难点。文章基于分布式动态簇结构和并行粒子滤波算法对目标进行跟踪,提出一种跟踪采样周期自适应调整算法来降低网络能耗,同时也提高了跟踪的稳定性。仿真结果表明,文章提出的算法达到了实时、准确和节能的要求,具有一定的实际应用价值。     

基于隶属云蚁群算法的长链型无线传感器网络路由优化

针对用于监测系统的长链树状无线传感器网络数据传输的实时性和高可靠性等要求,并考虑到近汇聚节点处易形成"漏斗"等问题,本文提出用基于云模型的多蚁群算法对无线传感器网络路由进行跨层优化的设计思想。算法通过种群间信息素的相互作用并行地完成路径的搜索并及时对信息素进行更新,在搜索的过程中把节点的时延、跳数、负载及分组成功率作为路径的启发值,利用多规则云发生器对更新策略中的信息素残留系数和信息素强度进行自适应调整。仿真结果表明,该路由算法能够保证无线传感器网络具有很强的实时性、可靠性及鲁棒性,实现了网络的负载平衡及拥塞控制机制。     

基于伪并行遗传算法的煤矿温度监测系统的设计

将无线传感器网络技术应用来设计煤矿采空区温度监测站,设计一种温度监测系统的组网策略,通过实时或定时采集温度,有效监测煤矿环境,以达到预防煤矿危险的发生.同时针对于无线传感网络能源受限的问题,采用伪并行遗传算法对网络进行了多目标优化设计.仿真结果表明:该算法优化了能量管理,使网络负载达到平衡.     

传感器网络中基于蚁群算法的实时查询处理

无线传感器网络因不同应用而被广泛部署于各种场合,通常被视为分布式数据库.可以通过向该类数据库发布查询请求来获取事件相关的响应信息.一些具有实时需求的应用对查询时延要求较高,而目前存在的查询算法通常不能很好地满足实时查询应用的需求.针对此类特定应用,提出了基于蚁群优化的实时查询处理算法,该算法采用基于事件重要性的分环存储策略和基于蚁群算法的分布式搜索机制,充分利用蚁群优化算法的自组织和正反馈等特征,综合提高查询处理算法的节能性、实时性及查询请求接受率,为分布式动态并行实时查询应用提供新的思路.执行过程仅需局     

分组敏感的无线传感器网络实时数据融合树算法

针对无线传感器网络中数据传输必须在指定时延约束下完成的特殊场景提出了一种能量有效的数据融合树算法,该算法首次将分组敏感的概念引入到传感器网络实时数据融合应用中,并通过特殊机制使得该算法在降低能耗水平的同时可以为实时数据动态地选择满足时延要求的路径。另外,针对该数据融合树算法设计了一种特殊的数据融合定时机制,从而进一步改善了该算法的性能。最后,通过仿真试验将该算法与已存在算法进行了比较,证明了该算法的优越性。     

基于多路径蚁群算法的无线传感器网络的路由

针对能量控制在无线传感器网络路由上的特殊要求,为了促使网络节点能量消耗相对均衡,将基本蚁群算法(ACS)应用于无线传感器网络的路由,提出一种基于多路径蚁群算法的无线传感器网络的路由(MACS).该算法利用蚁群的自组织、自适应和动态寻优能力,通过蚂蚁并行地寻找从源节点到达目的节点的最优路径和次优路径,使得网络中的节点不需要维护全局信息,形成多条传榆路径,延长了整个网络的生命期.仿真结果表明,该算法和定向扩散路由(DD)、基本蚁群算法及极大一极小蚁群算法(MMAS)相比,在路由代价和节能方面效果显著.     

无线传感网络移动节点位置并行微粒群优化策略

网络节点位置优化是无线传感网络研究的核心问题之一.无线传感网络通常由固定节点和少量移动节点构成,传统的虚拟力导向算法无法解决固定节点对移动节点优化的约束.该文针对这一问题,提出了基于并行微粒群算法的优化策略.微粒群算法具有适于解决连续空间多维函数优化问题、能快速收敛至全局最优解的特点.并行框架提高了算法的运行效率,降低了算法的运算复杂度,使算法能够满足无线传感网络的需求.通过并行微粒群算法搜索不同状态下无线传感节点的最优位置,使无线传感网络能够利用移动节点实现网络结构的动态重组,最大化网络覆盖范围,提高网络测量可靠性.实验证明,并行微粒群优化策略能快速有效地实现无线传感网络移动节点位置优化.     

无线传感器网络网内数据融合的研究

针对目前无线传感器网络(WSNs)网内数据融合所面临的一些挑战,提出了一种基于无线传感器网络分布式K-平均聚类(DKCWSNs)算法的WSNs节点传感数据的分组策略,并采用基于自适应加权的数据融合方法对分组后的感知数据进行融合处理,从而获得更合理的结果.最后,通过实例验证了该方法的有效性.     

无线传感器网络路由协议安全研究

路由算法是无线传感器网络（WirdessSensorNetworks,WSNs）感知信息传输和汇聚的基础,作为多跳网络,WSNs有其自身的特点,特别是在路由的安全性方面,需要进行深入的研究。文章对近年来的WSNs路由协议安全进行了分析和总结,首先介绍WSNs安全路由的基本概念,接着对路由协议易受到的安全威胁和攻击进行了分类对比,最后对WSNs中几种典型路由协议的安全陛进行了描述和分析。     

一种基于网格地理哈希表的无线传感器网络数据分发算法

无线传感器网络是一种新型数据监测网络，其重要特性是传感器节点的能量有限，一般依靠电池驱动，能量效率是传感器网络设计最重要的考虑因素。GHT-DCS是一种新型能量高效的数据分发方式，能在数据的查询和存储之间取得一种平衡。但是，采用GHT-DCS机制的能量效率仍然有改进的空间。本文提出了一种基于网格GHT的数据分发算法，也是一种以数据为中心的存储，并在此算法的基础上提出了一种基于索引存储的网格GHT数据分发算法，能更进一步提高能量效率。本文对这两种算法进行了性能分析，与原有的GHT算法进行了性能对比。分析表明，这两种算法在性能上都比原GHT算法有很大改进，而复杂度增加较少，是能量更加高效的数据分发算法。     

Range-Free Localization Using Expected Hop Progress in Wireless Sensor Networks

Localization algorithm continues to be an important and challenging topic in today's wireless sensor networks (WSNs). In this paper, a novel range-free localization algorithm using expected hop progress (LAEP) to predict the location of any sensor in a WSN is proposed. This algorithm is based on an accurate analysis of hop progress in a WSN with randomly deployed sensors and arbitrary node density. By deriving the expected hop progress from a network model for WSNs in terms of network parameters, the distance between any pair of sensors can be accurately computed. Since the distance estimation is a key issue in localization systems for WSNs, the proposed range-free LAEP achieves better performance and less communication overhead as compared to some existent schemes like DV-Hop and RAW. In addition, we study the effect of anchor placement on the algorithm performance by deriving the corresponding mean position error range. Extensive simulations are performed and the results are observed to be in good agreement with the theoretical analysis.     

高吞吐率和高公平性混合传感网络

人们对传感网络吞吐率和公平性的要求越来越高,但是利用现有无线传感网络技术改善其传输性能却是非常困难的,因此基于现实工程中存在的一类特殊应用场景,设计了利用混合传感网络来改善传统无线传感网络低吞吐率以及低公平性的方法。首先针对固定传感网络论证了其最优吞吐率分配机制,其次针对网络布线问题设计了贪婪算法、K-自增聚类算法和混合算法3种启发式算法。仿真结果表明,混合算法相对于其他两种算法而言,网络最小节点吞吐率至少提高了75%,具有最优的算法性能,可以显著改善传感网络的性能。     

基于非合作博弈的无线传感器网络功率控制研究

如何提高能量的有效性是无线传感器网络（WSNs）设计的重要问题,针对WSNs在多媒体等业务中的应用,对基于码分多址（CDMA）通信方式的WSNs模型,提出一种基于非合作博弈的WSNs功率控制算法,并证明了该算法纳什均衡的存在性及唯一性.仿真结果表明,所提出的算法在设计时充分考虑了节点的剩余能量问题,因此能够很好地降低网络的总发射功率,有效地节约节点能量,延长网络的生命周期.     

An energy-efficient,self-stabilizing and distributed algorithm for maximal independent set construction in wireless sensor networks

Maximal independent set (MIS) is a very important structure that provides data aggregation, topology control and routing for wireless sensor networks (WSNs). Energy-efficient and fault-tolerant construction of MIS on WSNs is one of the vital tasks. A distributed sensor network is self-stabilizing if it can initially start at any state and regain a legal state in a finite time without any external intervention. Self-stabilization is a considerable method to provide fault tolerance in WSNs. This paper presents a distributed self-stabilizing MIS algorithm which is an improved version of Turau’s algorithm under a fully distributed scheduler for WSNs. The proposed algorithm is theoretically analyzed and evaluated with its counterparts. The proposed algorithm is compared with the other studies through testbed experiments on IRIS nodes and simulations on TOSSIM environment. It is shown that the proposed algorithm outperforms other algorithms in terms of move count and energy consumption.     

三维无线传感器网络贪婪地理路由协议

针对已有的三维无线传感器网络路由协议均将三维问题转换到二维平面上解决,没有充分利用三维空间的特点,提出了一种基于地理信息的三维无线传感器网络贪婪地理路由(GGR)协议。该协议在通常状况下采用贪婪转发算法,针对基于地理信息的贪婪算法中易出现的路由空洞问题,给出一种三维滚动球边界遍历算法。实验结果表明:该协议具有较高的路由成功率,路由跳数也得到优化,尤其是在节点密度较低的情况下体现出较强的优势。     

一种改进的DFD无线传感器网络节点故障诊断算法研究

无线传感器网络是远程分布式环境监测的重要手段。节点故障诊断作为无线传感器网络的关键技术之一,是无线传感器网络大多应用领域不可或缺的环节。DFD算法是一种可应用于无线传感器网络的节点故障诊断算法,通过网络内邻居节点间的数据交换和相互测试诊断出故障节点。对DFD算法的诊断判据进行了修改,提出了改进的DFD算法。仿真结果表明,改进的DFD算法能适用于待诊断节点的邻居节点数较少、节点故障率较高的传感器网络,且大大提高了故障诊断精度。