基于功耗模型的无线传感器网络节点生存模式评估

作为一种能量受限网络,无线传感器网络节点能耗评估具有重要意义。分析组成无线传感器网络节点各个单元功耗与状态的关系,建立基于节点工作状态的功耗模型,提出节点生存模式评估方法。给出典型节点生存模式实验用例,在振动检测实验平台上进行相关参数测量与验证。实验数据表明：该方法优于Petri网模型,可为无线传感器网络节点节能优化提供较为可靠的依据。     

无线传感器网络节点的功耗分析与测试

能量消耗问题是无线传感器网络的核心问题,直接影响着网络的生命周期。本文从无线传感器网络节点的硬件构成其及运行机制、计算复杂性、数据通信量等方面去分析节点的功耗,并建立模块的功耗模型;接着研究传感节点的电流特点和微功耗测量技术,设计了一种传感节点的测量系统,以验证节点的低功耗特性。这些措施都是为了更好地分析解决无线传感网络中的能量消耗问题,保证传感器网络能量管理的有效性。     

基于无线传感器网络的能耗监测与数据采集系统

随着无线传感器的广泛应用,其节点能耗监测研究成为传感网研究中的重要课题。传统的节点能耗测量方法都存在一定的不足。本文通过电流采样、差分放大和A/D转换技术对监测电路进行了改革,通过测量可以发现系统的能耗监测连续性和准确性较好,和实际的节点运行状态极为类似,可以用来做传感器网络节点能耗评估研究的数据支持。     

基于低能耗的无线传感器节点硬件设计方法研究

无线传感技术相对于传统的传感技术具有方便、快捷、成本低等优点.由无线传感器构成的无线传感器网络能够在无人区域内迅速的构建网络拓扑,达到传输探测信息的目的.但由于其传感设备节点功耗受限问题的存在,给无线传感器网络的稳定性及可靠性带来一些问题.主要针对无线传感器网络中的节点功耗受限的问题,将传感器节点分为处理器单元、传感单元,无线传输单元、电源管理单元4个单元进行研究与分析,探讨如何通过合理设计电路来降低设备功耗,提高设备的能量利用率,从而达到提高无线传感器网络的稳定性和可靠性,延长网络生命周期的目的.     

无线传感网中基于优先级的节点休眠调度机制

当前，无线传感网的广泛应用给人们带来便捷的同时，与日俱增的能耗也对全球环境造成了重大影响。因此，无线传感网的节能问题始终是业界关注的焦点。节点休眠调度策略有助于合理组织网络中传感器节点的工作状态，从而有效均衡网络中节点负载和降低网络整体能耗。首先，对现存的休眠调度策略进行了调研分析，并指出了存在的边界效应问题。然后，针对现有节点休眠调度策略存在的不足，面向无线传感网目标监测应用场景的需求，综合考量网络覆盖度和节点剩余能量，构造了节点进行休眠决策的优先级，并据此设计了基于优先级的分布式节点休眠调度机制（Priority Based Distributed Sleep Scheduling, PBDSS）。仿真实验结果表明，与典型的贪心休眠调度策略相比，PBDSS能够降低信息交互带来的能量开销，有效解决了边界效应问题，均衡了网络节点能耗，提高了节点能量效率，延长了网络寿命。     

无线传感网中链路级能量有效策略的研究

无线传感器网络是一组带有无线收发装置的传感器节点组成的临时性的网络自治系统,由于无线传感器网络的节点是用有限寿命的电池来提供的,因此能量有效策略成为无线传感器网络研究的关键问题.由于传感节点的能耗主要集中在数据的接收和发送过程,因此研究传感节点之间链路级能量有效策略具有重要意义.主要针对链路级能量有效策略的研究,分析和总结了差错编码和低功耗调制的能量有效策略,提出了新的MAC层协议,并给出了OPNET仿真结果分析.     

无线传感器网络基于能量效率的系统设计

无线传感器网络是传感技术、计算技术和通信技术的融合.由于传感器节点的能量限制,能量效率是设计无线传感器网络所关注的一个主要内容.文章主要研究网络节点如何配置使系统能量效率提高.通过对传感器节点无线通信能耗模型的扩展,在两种线性网络模型下,分析并仿真实现了多数据源负载时的系统能耗;通过对比分析,在无线传感器网络节点配置时,提出两种有效可行的配置机制:节点等间距放置和优化间距放置.这两种机制对提高能量效率,延长网络寿命提供了很大的帮助.     

无线传感网络中覆盖能效动态控制优化策略

能量约束是无线传感网络测量控制的关键问题之一.本文针对移动节点位置优化问题,提出了无线传感网络通信能耗评价指标,采用微粒群优化策略更新节点位置,使无线传感网络具有更强的灵活性和能效性.利用Dijkstra算法获得网络最优通信路径计算能耗评价指标.采用动态能量控制策略使空闲节点进入睡眠状态减少网络运行能耗.通过优化能量指标降低了通信能耗,实现了无线传感网络覆盖与通信能量消耗的合理均衡.对移动目标跟踪仿真表明,覆盖能效优化算法与动态能量控制策略相结合提高了无线传感网络覆盖的能效性.     

无线传感器网络能量有效性的评估指标分析

能量的有效使用是决定无线传感器网络长期可靠运行的重要因素,而对其的度量,则反映在能量有效性评估指标。根据无线传感器网络节点的能耗分布,采用分类对比的方法简述了无线传感器网络节点的能耗分布,分析并提出了影响无线传感器网络能量有效性的关键因素。针对能量有效性评估指标的选择,通过研究关键因素对现有能量有效性评估指标的影响,分类并比较了这些指标的适用范围和特点。结果表明不同应用场景应选择合适的能耗评估指标,这些指标的分类为无线传感器网络能量有效性评估指标的选择与优化提供指导。     

基于半马尔科夫链的无线网络能耗模型的研究

在分析无线传感网络能量消耗特征的基础上,根据无线通信环境和节点的状态转换关系,建立了基于半马尔科夫链的无线传感网络的能耗模型,并通过仿真实验验证得出传感节点实际能耗剩余值与所建模型能耗预估值基本相同,从而说明所建立的能耗模型准确有效,为改变传感节点工作状态、延长传感网络使用寿命提供了可靠的节点能量数据.     

带状无线传感器网络能量高效的节点部署策略

带状无线传感器网络具有特殊的拓扑结构,满足很多重要领域的应用需求。针对带状网络中的能量消耗不均衡问题,分析了带状无线传感器网络在多跳通信时的拓扑结构和能耗模型,在对带状网络进行分簇的基础上,提出一种非均匀的节点部署策略,该策略量化了带状传感器网络中簇内节点的数目关系,并设计了相应的路由协议。仿真结果表明,非均匀的节点部署策略可以缓解带状网络的能量空洞问题,使网络能耗趋于均衡,延长整个网络的生命周期。     

层次拓扑结构的无线传感器网络能量模型

能耗效率是无线传感器网络中非常重要的性能指标。为了提高网络能耗效率,研究无线传感器网络中的能量模型是非常必要的。针对无线传感器网络层次拓扑结构模型,根据传感器节点工作能耗特点和在网络中承担的不同角色,推导出普通传感器节点、簇头节点能耗模型;并对单跳和多跳两种传输方式的网络能耗以及能耗最小时的最优簇头数进行理论分析和计算,对比了不同传输方式的网络能耗。通过理论分析推导出网络能耗和最优簇头数公式,将为设计能量有效的无线传感器网络拓扑结构算法和通信协议提供指导和理论基础。     

Research on an optimal selection method for sensor network node under high-speed mobile environment

The traditional selection methods for the selection of sensor network node under high-speed mobile environment is randomness, which cannot effectively use the multiple attributes of nodes, resulting in the irregular distribution of cluster head of nodes, and high energy consumption. An optimal selection method for sensor network node under the high-speed mobile environment based on EERNFS and Naive Bayesian Networks is proposed. By using EERNFS algorithm within each network intercept / sleep cycle, the sensor network node is made processing under high-speed mobile environment, to ensure the stable local connectivity and consistent collaboration intercepts, and reduces energy consumption. Naive Bayes algorithm is used to make optimization of general Bayesian classification method, and set the parameters. In the two-dimensional area, several sensor nodes are randomly placed, and the known two-dimensional area is divided. A certain node is selected arbitrarily in different regions to constitute the original set of Naive Bayes algorithm, and compute the training results and thresholds in the Bayesian system of node set at this moment. On the basis of the threshold, the optimal selection of sensor network node is achieved. Simulation results show that the proposed method not only has higher node coverage, but also the operating efficiency and energy consumption are better than the genetic method.     

基于博弈理论的农田能量异构网络节点协同资源利用

针对无线传感器网络中耗能不均问题,以及可再生能源节点在农田无线传感器网络中应用的具体情况,将博弈理论引入无线传感器网络能耗问题研究中,建立了基于博弈理论的节点成簇方法,实现提高可再生能源利用率、均衡非可再生能源节点能耗的目标。方法首先建立簇收益与簇内节点收益评估模型,进行簇收益计算、簇内的两类能量异构节点个体收益的计算。在计算簇收益和节点收益的基础上进行节点成簇博弈,使得成簇方案向收益更高的策略空间进行跳转,最终达到博弈中的均衡状态。仿真实验表明,通过博弈进行无线传感器网络成簇,能够充分利用可再生能源节点能量,降低和均衡非可再生能源节点能耗,最终达到延长网络寿命的目标。     

面向管道系统的无线传感器网络三维节点部署算法

管道系统是事关国民经济发展的基础设施,而节点的三维部署问题是基于无线传感器网络的管道监控系统的基础性技术问题.首先把三维管道结构映射为XY和XZ 2个二维平面结构,分别对其进行传感器节点部署优化分析.然后在此基础上,设计了面向管道系统的三维传感器节点的部署算法.最后对算法进行了覆盖性能、连通性能以及能耗性能的评价,结果表明,该算法能有效解决管道系统节点三维部署问题,为超长油气管道、城市自来水管网及污水管网监测提供理论指导和实践依据.     

基于目标覆盖的异构有向传感器网络分布式节点调度策略

针对无线传感器网络服务质量会随着网络运行而下降的现象, 研究随机部署的有向传感器网络的节点调度问题, 提出分布式的节点感知方向调节算法, 各节点利用相邻节点间的信息交换, 计算出各自的最佳感知方向, 从而使得网络在满足覆盖需求的同时减少活跃节点数目, 进而达到降低能耗、提高通信质量的目的. 为均衡网络能耗, 进一步设计了冗余节点调度协议, 周期性地重构网络拓扑. 仿真结果表明了所提出算法的有效性.     

WSN中基于压缩感知的分簇数据收集算法

为减少无线传感器网络的数据通信量和能量消耗,基于WSN节点数据时空相关性的特性,提出一种将K-means均衡分簇和CS理论相结合的数据收集方法。首先,通过K-means聚类算法均匀划分网络成簇。然后,各簇首对采集到的数据进行基于时空相关性的压缩感知并传输至基站Sink节点。最后,Sink节点采用OMP算法对收集到的数据进行精准重构。仿真结果表明,该算法有效减少了无线传感器网络的数据通信量和压缩感知算法重构过程所需要的观测量。     

基于距离和节点能量的源位置隐私保护方案

针对无线传感器网络源节点位置隐私保护中源节点安全时间较短这一问题,提出了一种基于距离和节点能量的无线传感器网络源节点位置隐私保护方案(SLPDNE:source-location privacy protection scheme based on distance and node energy)。该方案通过在网络中源节点可视区外随机选择幻影节点的方式,避免了失效路径产生且使得幻影节点分布具有地理位置的多样性。随后在源节点至幻影节点路由路径中,以节点能量和距离信息作为计算依据,选择能量充足且与幻影节点距离较近的节点作为下一跳路由节点,在源节点和幻影节点之间形成分散路由,避免了能量较少节点被选择的情况,增加了路由路径的多样性和动态性。理论分析和实验结果表明,该方案能够在不明显增加网络能耗的情况下,有效地延长源节点安全时间,增强网络中源节点的位置隐私保护能力。     

传感器网络多路虚假数据分层过滤方法仿真

传感器网络遭受外来攻击时,节点会被注入大量虚假信息,在浪费通信资源的同时也会影响用户正常决策,干扰传感器网络安全运行。提出传感器网络多路虚假数据分层过滤方法。在网络部署完成后分配全局节点对应密钥,通过密集认证构建封闭区域,随后利用密钥确定簇内节点与验证节点的对应关系,转发需检测的数据包,判断其包含的节点码、哈希值以及MAC信息数量是否准确,最后使用sink节点对数据包做校对与丢弃,完成多路虚假数据分层过滤。仿真结果表明,所提方法虚假数据过滤效率高,节点能耗少,性能和鲁棒性均具有明显优势。