无线传感器网络中基于最小延时的数据汇集树构建与传输调度算法

无线传感器网络的数据通信模式问题是目前的研究热点,针对现有的无线传感器网络数据汇集算法延时较大这一不足,对最小延时数据汇集树和传输调度问题进行了研究。提出一种基于度约束的汇集树构建算法(DCAT)。该算法按照 BFS 方式遍历图,当遍历到每个节点时,通过确定哪些节点与汇点更近来确定潜在母节点集合。然后,选择图中度数最小的潜在母节点作为当前被遍历节点的母节点。此外,为了在给定的汇集树上进行高效地数据汇集,还提出两种新的基于贪婪的TDMA传输调度算法：WIRES-G 和 DCAT-Greedy。利用随机生成的不同规模的传感器网络,参照当前最新算法,对文中方法的性能进行了全面评估。结果表明,与当前最优算法相比,文中调度算法与文中汇集树构建算法结合起来,可显著降低数据汇集的延时。     

无线传感器网络数据传输延时分配算法

为了提高箭载无线传感网络对火箭温度、冲击、热流等物理参数的处理能力,需对所采集的数据进行自适应延时分配,因此设计一种基于时隙窗口间隔均衡控制的无线传感器网络数据传输延时分配算法。构建火箭温度、振动、冲击等参数的数据采集模型,采用分布式网格均衡配置方法对无线传感器网络中的节点进行均衡部署;结合最短路径寻优方法使数据采集过程中的信道分配达到均衡,构建数据采集最短路径寻优控制模型,采用输出比特序列重组方法进行数据采集过程中的传输延迟配置;结合码元调节技术对数据传输进行自适应扩频调节,利用时隙窗口间隔均衡控制方法实现无线传感器网络数据传输延时分配。实验结果表明,采用该方法进行无线传感器网络数据传输延时分配的自适应性较好,输出稳定性较强、分配输出错误率低,有效性更强。     

无线传感器网络紧急数据实时融合策略

本文提出一种基于紧急数据优先和自适应控制的实时数据融合策略(Real-time Data Aggregation Based on UrgentData First and Adaptive Control,RDAUA).通过对数据进行量化分级,并按优先级的高低分配传输时隙,融合时自适应调整融合时机,保证紧急数据的及时融合和快速传输.仿真结果表明,RDAUA策略有效地保证了紧急数据的实时处理,且数据的融合精度较高.     

面向网络生存时间的传感器网络融合延迟分配算法

融合延迟分配策略是影响数据融合效率的重要因素之一,而数据融合的目的是减少数据冗余,降低网络能量消耗,延长网络生存时间.提出了一种面向网络生存时间的延迟分配算法,该算法直接以网络生存时间为优化目标,根据对网络生存时间的贡献分配传输延迟;通过理论推导证明了该算法的有效性;引入动态规划方程,给出了该算法的具体实现;最后通过仿真实验给出了各参数对网络生存时间的影响关系.     

无线传感器网络中带延时的一致性时间同步

针对无线传感器网络(WSNs)中节点间通信存在传输延迟,影响同步精度的情况,将加权平均应用于相对时钟斜率的计算,提出了一种带延时的一致性时间同步算法.该算法中每个传感器节点通过与邻居节点通信交换时钟信息,根据一致性理论更新时钟参数,从而到达时间同步的目的.研究了在假定传输延时服从正态分布的情况下对一致性时间同步算法的影响,提出的算法降低了延时对同步精度的影响,Matlab仿真验证了该算法的有效性.     

SDH网络传输延时的分析计算

传输网络中,延时的存在是不可避免的.文章分析了传输网络中延时产生的主要原因和延时的类型.通过对SDH网络传输延时的分析,计算出浦东国际机场SDH环网中业务的理论传输延时数据.     

无线传感器网络数据融合协议比较

传感器网络由电池能量受限的节点组成,必须采用一种能量有效的方法收集节点感知的信息,如果每个节点都采用单跳方式将其感知的数据直接传输给汇聚节点,则与汇聚节点距离较远的节点能量将很快被耗尽。应用于无线传感器网络的LEACH协议提出了通过分簇实现数据融合的方法,簇头在接收到本簇成员的数据后进行融合处理,最终,将融合结果传输到汇聚节点。另一种应用数据融合的PEGASIS协议,是一种接近理想的基于链状的协议,它在LEACH协议的基础上做出了改进。在PEGASIS中,每个节点只与一个位置最近的邻居进行通信,并且,轮流传输数据到汇聚节点,然后,降低每一轮中的能量消耗。模拟结果表明:采用PEGASIS协议有效地延长了网络的生存时间。     

无线传感器网络中数据密度相关度融合算法

无线传感器网络节点部署在复杂环境时,节点间相关性无法通过节点间距离来准确描述.为了克服该缺陷,本文提出了数据密度相关度公式.该公式反映了节点数据的ε邻域内数据的聚集程度,也反映了该节点数据相对其ε邻域内数据的相对位置.同时,将数据密度相关度公式应用到代表式数据融合算法中,提出了数据密度相关度融合算法.该融合算法得到的相关区域具有相关区域内节点数据相关度大,相关区域问节点数据相关度小的优点.仿真实验结果表明了该融合算法在数据准确性和能耗方面较基于α-局部空间数据融合算法和基于皮尔森相关系数的数据融合算法优越.     

CB-MAC:低延时可靠传输的无线传感器网络MAC协议

针对无线传感器网络中周期性睡眠唤醒调度类MAC协议的延时问题,通过对多跳网络环境中端到端的数据传输延时的分析,提出了一种新型的能快速转发的无线传感器网络MAC协议CB-MAC(Cut-through B-MAC).CB-MAC消除了两次传输之间的等待延时,实现了数据的多跳连续转发.协议采用RTS-CTS机制实现了链路层的可靠传输,同时解决了加入控制报文而带来报文开销相对较大的问题.模拟结果表明,在多跳通信下,CS-MAC在报文平均延迟和能耗方面的性能都有较大提高.     

无线传感器网络中数据融合算法研究

在提供高效的数据融合的同时保障数据的安全是无线传感器网络的研究的一个具有挑战性的问题。本文为加法融合函数设计了一种具有隐私保护功能的数据融合算法——基于分簇的安全数据融合。该算法利用了分簇协议和多项式的代数性质。其优点为带来的通信开销较小。研究的主要目标是提高无线传感器网络中数据融合效率的同时,保证数据的安全性。     

一种新的无线传感器网络冗余节点融合树算法

针对某些特定场合无线传感器网络中存在大量冗余节点造成网络资源浪费的问题,提出一种新的冗余节点融合树算法(简称RNAT)。基于分簇网络结构,采用探测区域完全覆盖的冗余节点标识方法,并综合利用节点剩余能量和距离等参数选择树上节点,以洪泛广播方式构建冗余节点融合树。算法让簇内冗余节点承担簇头的一部分工作,降低了分簇网络结构中簇头的能耗,均衡了网络能量分布。仿真实验结果表明,RNAT机制的引入可以有效提高HEED-M算法的性能,使网络生命期延长20%左右。     

一种高效节能的无线传感器网络数据聚合协议

在无线传感器网络的应用中,常常利用大量传感器监视若干个离散目标。针对这类目标监视网络,本文提出了一种分布式高效节能的数据聚合协议EETO。EETO将覆盖目标相关 的节点组成一个簇,簇成员都是簇头的K跳覆盖邻居,相关数据在簇头能得到及时、完全的聚合,大大减少了数据传送量。详细的模拟实验结果表明,EETO有效地减少了能量消耗,显著增强了网络的覆盖寿命。     

一种传感器网络最大化生命周期数据收集算法

从理论上分析了最大化网络生命周期的数据收集问题.主要做了以下4项工作:(1)分析了简化的静态路由模式,其中只有一棵路由树用于收集数据.(2)分析了真实的动态路由模式,其中有一系列的路由树用于收集数据.(3)提出了一种近似最优的最大化网络生命周期的数据收集和聚集算法MLDGA,MLDGA一方面试图最小化每轮数据收集中所消耗的总能量,另一方面试图最大化每轮数据收集中所使用的路由树的生命周期.(4)用Java语言实验模拟了MLDGA算法,并与现有的算法进行比较.实验结果表明,无论基站的位置还是传感器的初始能量发生变化,MLDGA都取得良好的性能,而现有的数据收集算法只适应于特定的变化.     

一种无线传感器网络的混合路由算法

针对无线传感器网络具有严格的能量限制和有效能量的分散、过量的低比率数据和多节点到单一节点的数据流等特点,提出一种适合于无线传感器网络的混合路由算法(HRA).该算法综合应用以节点为中心路由方式的负载平衡算法、位置为中心路由方式的轨道路由和数据为中心的数据融合等,可改善无线传感器网络在路由、发现和查询方面等通信的性能.经性能分析,该算法能很好地增长网络生命期、减少数据传输量、降低能耗.     

无线传感器网络中一种新型的混合型数据收集协议

无线传感器网络节点数量庞大,单个节点资源极其有限,其数据收集协议设计的首要目标是有效节约能源、延长网络生命周期.分析和比较了现有几种典型的数据收集协议,立足于实际应用需求,设计出一种基于分簇结构的混合型数据收集协议(MDGP). MDGP是一种具备区分服务机制和网内数据融合的数据收集协议,适合于矿井安全监测等大规模检测应用.提出了一个能平衡负载、减少簇头节点的簇头产生算法.采用反向汇聚树结构传输处理数据流,同时对一些紧急数据的处理也进行了详细的讨论.仿真实验表明,MDGP比传统的数据收集协议能获得更长的生命期,达到了较好的预期效果.     

基于无线传感网的智能交通灯自适应算法

现有的交通灯控制系统主要考虑固定轮转次序下红绿灯的持续时间,但随着交通状况的日益复杂,原有的控制系统已不能对复杂路况进行很好的应对。为了提高控制系统的实时适应性,文中提出了一种基于无线传感网的智能交通灯自适应算法,根据各预设的地磁传感节点采集到的数据,综合考量各路口的状态需求,以此对路况进行智能的反馈控制(红绿灯轮转顺序,绿灯时长)。实验结果表明,相较于模糊控制和固定控制(固定轮转次序和时长)算法,该算法在诸如车流量以及平均等待时间方面有较大的改善。     

无线传感器网络基于虚拟节点的小波压缩方法

除了能量受限以外,有限的存储容量也是无线传感器网络的基本特征.研究传感器网络中节省存储的数据传输问题,提出了一种基于虚拟节点的渐进数据传输方法.首先定义虚拟节点并建立各级虚拟节点之间的对应关系,充分利用传感数据的相关性;然后,设计基于此映射关系的传感数据调度算法,单轮传送数据的节点总数由相应簇头的实际存储容量决定,虚拟节点对每轮收集到的数据进行联合编码,形成节省存储的渐进数据传输.模拟实验表明,所提出的算法比DIMENSIONS有更小的网络耗能和延时,而且具有存储有效性.     

基于估计机制的分簇传感器网络数据融合算法

提出了一种基于估计机制的分簇传感器网络数据融合算法.在满足数据精确度要求的前提下,只有当数据的当前值与上一次采集值之差超过某一变化阈值时,才将当前采集数据发送到簇头节点,否则不发送.采用节点剩余能量自适应的簇头选择算法来平衡传感器节点的能耗,使得剩余能量越大的节点当选为簇头的概率越大.推导了使网络能耗最小的最优分簇规模...