一种能量有效的无线传感器网络覆盖控制算法

覆盖问题是WSN(无线传感器网络)的基本问题,合理的覆盖控制可以有效地延长WSN的生存时间.提出一种能量有效的WSN覆盖控制算法(EECCA).算法中,节点采用布尔感知模型,节点根据自己的能量大小和连续未当选工作节点的轮数,来触发定时器进行工作节点选择,并根据邻居节点的能量信息进行了工作节点优化.仿真实验结果表明,算法不仅可以满足覆盖率要求,而且在减少总体能量消耗方面也有很好的改善.     

复杂条件下移动异构无线传感器网络覆盖算法

针对给定部署区域在不同的子区域有不同的重要性、部署的移动传感器节点具有不同可靠性、寿命、能量和移动能力的复杂条件下节点部署优化问题,提出了一种改进的微分进化算法。该改进算法一方面根据进化过程中种群个体情况自适应的选择合适的变异策略和控制参数来提高算法的优化能力,另一方面通过与模拟退火算法结合增强其局部搜索能力。仿真结果显示:改进微分进化算法覆盖性能优于原始微分进化算法,证明了改进算法的有效性。     

一种能量捕获无线传感网络机会路由算法

在无线传感网络中,采用能量捕获技术理论上可以无限延长节点的使用寿命。基于该技术,提出了一种新的机会路由算法——能量潜能机会路由(Energy Potential Opportunistic Routing,EPOR)算法。该算法首先用到目的节点的期望传输次数衡量各节点到目的节点的距离,然后用节点的剩余能量与节点所捕获的能量之和表示节点的能量潜能,最后用期望传输次数和节点能量潜能决定节点的退避时间,退避时间最短的节点即为转发节点。理论分析和仿真实验表明,该算法不但可以延长网络生命期,而且可以明显改善网络中节点能量的均衡性。     

一种基于自适应半径调整的无线传感器网络覆盖控制算法

在无线传感器网络中,在使用合适的覆盖控制算法、保证一定覆盖性的前提下,使一些节点的传感节点按照策略休眠,对延长网络生存时间有重要意义,为了有效地进行节点的覆盖控制设计了节点自适应传感半径调整算法AASR(adaptive adjustment of sensing radius),使节点为自已选择合适的覆盖范围.从调整效果、能量消耗和覆盖冗余度几个方面对算法进行了模拟实验和分析,仿真结果表明,AASR能够有效提高节点生存时间,减少能量消耗,提高覆盖率.     

基于鱼群算法的无线传感网络覆盖优化策略*

无线传感网络是能量受限的网络,有效覆盖和能耗是衡量其性能的两个重要指标。将最大化网络覆盖率和最小化工作节点数作为网络优化目标,建立了网络覆盖优化的数学模型,并利用鱼群算法并行寻优、收敛快速的特性,提出了一种基于鱼群算法的覆盖优化策略。仿真实验表明,该算法能求解最优覆盖工作节点,并可以改进网络节点调度的实时性。     

一种能量感知的无线传感网拓扑控制算法

本文为不平衡能量分布的异构无线传感网构建一种拓扑控制算法EADCA。在该算法中,每个节点根据自己的剩余能量和邻居节点的平均剩余能量计算簇头声明报文发送的理论时刻;在该理论时刻,没收到任何簇头声明报文的节点成为簇头,该簇头广播簇头声明报文;收到簇头声明报文的节点成为普通节点并放弃发送簇头声明报文。同时,该算法在簇头竞争过程中使用经验数据,并对孤立节点和能量过低节点进行休眠。仿真结果表明,EADCA能够延长网络生命周期,有效控制簇头分布密度。     

基于能量节约的无线传感器网络覆盖优化探讨

在无线传感器网络研究中,功率控制是一项重要的议题。Tian和Georganas找出被覆盖的传感器冗余节点,将传感器节点进行睡眠的调度,以延长无线传感网络的寿命。本研究以Tian和Georganas提出的方法作为研究基础,做出改进。提出了改良分散式覆盖传感器判断法。在兼顾监测范围完整性的前提下,可以达到更省电、更长网络寿命的效果。     

无线传感网络中基于无线能量补给的能量感知路由算法

针对无线传感网络中随机分布传感器节点能量消耗不均衡的问题,提出了一种基于无线能量补给的能量感知路由算法。休眠节点不仅可以在无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)传输方式下通过功率分割方法进行无线能量补给,还可以在信息传输方式下通过无线能量收集方法进行能量补给,重新进入活跃状态,为信息传播提供更好的路由,提高传感器节点的能量利用,延长传感网络的使用寿命。在该算法中,通过优化节点间的信息和能量分配,最小化传输功率,引入能量路由度量方法,选择能耗最小的路径作为传输路径。仿真结果表明,本文提出的算法可以有效地利用节点资源,均衡多跳能量受限无线传感器网络中的能量分布。     

射频能量捕获异构无线传感网的能量源最少化布置方法

电池供电的无线传感器网络的应用由于电池更换的不便利甚至不可能而受到极大的限制。考虑具有射频能量捕获能力的异构无线传感器网络,网络节点的能量捕获输出功率需求不一样。在已知传感节点数目和位置的情况下,研究如何布置射频能量源(Energy Transmitters,ETs)从而满足所有节点的能量捕获输出功率需求并且最小化ETs数目。首先建模出该最少化ETs的布置问题,为深入了解该问题提供了理论基础;然后提出了一种复杂度较低的贪婪式ETs布置方法和一种复杂度略高些的基于粒子群优化的ETs布置方法。仿真结果表明,与贪婪式方法相比,基于粒子群优化的方法能找到ETs略微更少的布置方案,但其由于复杂度略高,因此可用于节点数目不是很多的场景,而贪婪式方法则可用于节点数目较多的场景。     

无线传感器网络覆盖控制问题

无线传感器网络具有广泛的应用背景,目前已经发展成为一个重要的计算平台。但是,由于无线传感器网络自身的特点,使其也面临许多问题,如何有效地进行覆盖控制,在保证网络覆盖质量的前提下,减少能量消耗,延长网络寿命是其中最重要的问题之一。本文主要讨论无线传感器网络的覆盖控制的问题。     

异构无线传感器网络基于区分服务的网络编码协议

通过将来自多条链路的数据包融合为一个单独的编码信息流进行传输,网络编码技术能够显著地提高无线 多}a}网络的容量。提出一种基于区分服务的异构无线传感器网络编码协议(DI3NO。协议的核心思想是周期性地计 算节点剩余能量的均值和标准差,对节点进行动态分类。在此基础上,将服务质量需求映射到网络编码协议中。为 此,引入能量感知编码包转发机制,以高效地利用节点的能量;另一方面,设计多优先级数据包调度策略,目的是创造 更多的编码机会。仿真结果表明,DI3NC不仅可以保障数据的可靠传输,而且可有效地减少低能量节点的能耗,从而 延长网络的生命周期。     

无线传感器网络的多目标覆盖控制策略

针对无线传感器网络中能耗、能耗均衡和覆盖率互相矛盾的问题,提出了一种多目标优化覆盖控制策略.在构建网络模型的基础上,以覆盖率、能耗和网络能耗均衡为优化目标,设计针对自由搜索算法的适应值函数和编码方案.仿真结果表明,该覆盖控制策略在保证高覆盖率的同时,能有效地降低能耗和保持网络能量均衡.     

无线传感器网络覆盖控制技术研究

无线传感器网络具有广泛的应用背景,目前已经发展成为一个重要的计算平台。但是,由于无线传感器网络自身的特点,使其也面临许多问题,如何有效地进行覆盖控制,在保证网络覆盖质量的前提下,减少能量消耗,延长网络寿命是其中最重要的问题之一。覆盖控制可以使无线传感器网络的资源得到优化分配,更好地完成环境监测、信息获取和数据传输等任务。本文总结了近年来提出的各种覆盖控制问题的、具有代表性的研究成果,并对相关覆盖控制协议与算法进行了分析比较,最后指出了目前覆盖控制技术存在的问题,对全文进行总结。     

基于相对距离的多级能量异构传感器网络成簇算法

延长网络寿命并获得更好的监控质量是无线传感器网络成簇算法的重要性能指标。在分析现有主要成簇算法的基础上,提出了一种适应于多级能量异构传感器网络的基于相对距离的成簇算法RDCA(Relative Distance Clus-tering Algorithm)。算法中,节点根据通信范围内其他节点与自身的平均距离、节点自身与基站的距离以及节点当前剩余能量来确定节点成为簇头的概率。所有节点轮流成为簇头,以分摊能量消耗。仿真实验结果表明,与现有主要聚簇算法相比,在多级能量异构环境下,新的成簇算法拥有更长的生存时间和更优的网络监测质量。     

高效节能的无线传感器网络覆盖保持协议

分析了实际环境中随机部署传感器网络的感知特性,给出了节点感知半径服从正态分布的无须地理位置信息的节点冗余度计算模型,以及保证网络覆盖质量所需要的最少工作节点数的计算模型.在此模型的基础上,提出了高效节能的无线传感器网络覆盖保持协议(energy efficient coverage conserving protocol,简称EECCP),实现了均衡节点能量消耗的分布式协作调度.该协议保留最少的工作节点以保证要求的覆盖质量,从而达到节约网络能量的目的.仿真实验结果表明,EECCP不仅能够保证要求的覆盖质量,而且能够减少网络能量消耗,有效地延长了网络的有效寿命.     

异构无线传感器网络中异构节点的部署与优化

在无线传感器网络中适当地部署少量的异构传感器节点能够有效地延长网络寿命,提高网络的可靠性.本文主要研究无线传感器网络中异构节点的部署问题,提出了基于选址问题的异构节点部署算法,以优化无线传感器网络中异构节点的数量和位置.与其它算法相比,该算法对无线传感器网络的拓扑结构没有特定的要求,可以支持随机部署或人工部署的各种传感器网络,最后还给出了该算法的仿真测试结果.     

无线传感器网络覆盖控制算法研究

无线传感器网络(Wireless sensor network, WSN)覆盖控制通常采用基于二元感知模型的几何计算方法休眠冗余节点, 其算法在实际应用中受到局限, 不够精确. 针对此问题, 本文采用概率感知模型, 提出新的覆盖控制算法, 将提高能量利用效率作为重要指标, 采用节点轮换周期工作机制, 每个周期逐个唤醒部分节点, 组成满足网络覆盖要求的覆盖集, 实现降低能耗、均衡节点能量的目的. 概率感知模型描述网络的覆盖能力更精确, 算法不受感知模型的限制, 原理简单, 易实现, 仿真结果验证了本算法的有效性.     

无线传感器网络媒质接入控制协议的研究进展

媒质接入控制（Medium Access Control）是无线传感器网络设计的关键问题之一。由于无线通信模块是传感器节点能量消耗的主要来源,而媒质接入控制协议则直接控制着节点无线通信模块的活动,因此MAC协议节能效率的好坏将严重影响网络的性能。本文首先介绍了MAC层能量消耗的主要来源,阐述了无线传感器网络中MAC协议的研究内容和设计目标,并讨论了影响MAC协议性能的若干参数指标,随后介绍了几类典型的MAC协议,最后对MAC协议的发展方向进行了总结和展望。     

WSN中基于能量的分布式覆盖控制算法

针对无线传感器网络中节点密度过大、节点剩余能量不均等问题,设计一种基于节点剩余能量的分布式覆盖控制算法,基于概率覆盖模型,按目标区域内节点剩余能量从小到大的顺序,依次通过计算各个节点的区域覆盖概率判定其冗余性,并使冗余节点转入休眠状态。仿真结果表明,该算法能有效降低网络中节点冗余度,延长网络生存时间。