适用于周期休眠MAC协议的分簇时间同步算法

无线传感器网络中节点能量有限,常采用周期休眠的方式工作,而周期性休眠机制的实现依赖于节点间的时间同步方法.基于竞争的周期性休眠MAC协议的典型代表是S-MAC,在S-MAC协议的时间同步算法基础上,通过引入簇控制和边界节点控制方法提出一种分簇时间同步算法,该算法适用于周期性休眠的MAC协议.仿真和物理实验表明,分簇时间同步相比S-MAC时间同步方法能够有效控制网络中的簇数和边界节点数,减少时间同步开销和端到端传输时延,从而节省能耗,延长网络生存周期.     

一种新型基于分簇的能量高效数据收集和融合协议

提出一种能量高效的数据收集和数据融合协议(CEDGAP),它基于分簇路由机制,在网络分簇形成之后加入了簇内节点度的控制机制,网络中将会产生一定数量的休眠节点和休眠区域,在数据传输阶段,这些休眠节点不发送数据,它们与处于同一休眠区域的节点在不同轮次间交替被唤醒并往簇头发送数据.文章分析了CEDGAP的影响因素以及协议的时间复杂度.NS-2仿真结果显示,与LEACH相比,CEDGAP提高了网络能耗负载均衡性能,延长了网络生命期.     

基于分簇机制的移动无线传感器网络数据采集协议*

为了均衡无线传感器网络的能量消耗,提出了一种基于分簇机制的移动无线传感器网络数据采集协议。该协议中,整个网络使用网格均匀分簇,节点根据加权能量—邻居规则选出分布在簇中间区域的簇头,簇头负责收集簇内兴趣事件并进行数据融合,移动sink依次运动到簇的中心点位置收集簇内兴趣事件。仿真结果表明,该协议有效地均衡了网络的能量消耗,延长了网络的生存时间。     

一种高效节能的无线传感网分簇路由协议

提出了一种高校节能的无线传感器网络分簇路由协议 ACEDG(Algorithm for Culster Establishment and Data Gathering).在该协议中,节能根据其剩余能量以及忠诚邻居节点数来竞争簇头,节点间通过信息反馈的方式经过三轮迭代形成交叠区域小的放以高效覆盖整个网络.为了进一步减小能量消耗和保证节点能量的均衡性,簇头使用数据融合将来自簇成员和其它簇头的一个或多个数据报融合成一个数据报,簇头之间以多跳方式将收集到的数据发送到指定的根簇头,然后通过根簇头将整个网络收集的数据发送到基站.仿真实验证明,ACEDG协议与其它两种早期的分放路由协议LEACH和DCHS相比,其网络寿命(第一个节点死亡)分别提高达270%和240%.     

高效节能的传感器网络数据收集和聚合协议

提出了一种分布式的高效节能的传感器网络数据收集和聚合协议DEEG.此协议中节点自主地根据其剩余能量以及邻居节点的信号强度来竞争簇头,同时为了减小簇头节点的能量开销,簇头之间以多跳方式将收集到的数据发送到指定的簇头节点,然后通过该节点将整个网络收集的数据发送到基站.此外,该协议还提出了一种简单的簇覆盖方法,使得当节点密度提高时,传感器网络寿命相应于节点数量呈线性增长.实验证明,在没有使用簇覆盖方法的情况下,DEEG协议与其他两种数据收集和聚合协议(LEACH,PEGASIS)相比,在最好情况下,其网络寿命分别提高达1800%和300%,并且由于DEEG协议使得所有节点集中于最后40轮内全部死亡(网络寿命定义为最后一个节点死亡),因此,使用DEEG协议的传感器网络其监测结果具有很高的可靠性.     

能量高效的无线传感器网络非均匀分簇路由算法

针对无线传感器网络能量有限的问题,提出了一种能量高效的非均匀分簇路由算法.算法中首先通过在"热区"内选举传送节点,有效的解决了"热区"内负载不均衡的问题;非"热区"内的节点根据节点的剩余能量选举簇头,簇头选举结束后其余节点加入到距其最近的簇头中;节点入簇后,基于相似数据的收集策略,寻找符合条件的相似节点,休眠其中部分冗余的节点;改进的算法中不再每轮结束后都重新选举簇头,减少了能量的浪费;最后在数据传输阶段,采用改进的簇内单跳,簇间多跳的通信方式传输数据.仿真结果表明,本算法有效的降低了能量的消耗,改善了传感器网络的性能,提高了网络的生存时间.     

异构无线传感器网络的基础层MAC协议设计

多跳分层异构无线传感器网络(WSN)包含周期性短数据和明显方向性数据流,根据该特点,设计一种异构传感器网络基础层MAC协议(GFN-MAC),以均衡降低基础层的能量消耗和时延.异构无线传感器网络基础层在分簇时使用CSMA协议,完成分簇后节点运行GFN-MAC协议,利用交错的周期倍增同步休眠调度模式,使不同层节点运行不同频率的激活/休眠周期.仿真结果表明,与完全同步和交错同步调度方案相比,GEN-MAC的通信时延和系统能耗较低,吞吐量较高.     

一种超低功耗无线传感器网络MAC协议

在无线传感器网络中,能量是一个关键资源。传感器网络节点通常在大部分时间里处于休眠状态以节约能量。其中,节点间精确地同步和超低的休眠功耗能够本质上延长无线传感器网络节点的寿命。然而现实中节点在唤醒周期设置、时钟源选择和网络节点同步时很难满足理论研究时提出的要求。因此,提出了一种低功耗无线传感器网络MAC协议:允许节点使用多种时钟源实现功耗最优配置,在休眠时采用内部时钟以达到最低功耗,在工作时采用外部晶振以保证射频性能,同时为了解决多时钟源误差增大且休眠周期变化带来的问题,提出了多时钟源休眠唤醒机制和节点同步策略。最后文章在IEEE802.15.4硬件测试平台上完成了多时钟源MAC协议与SMAC协议的实证测试,结果表明对比SMAC协议的唤醒和同步机制,低功耗无线传感器网络MAC协议在传感器网络节点上能够极大地减少休眠功耗并显著地节约同步的时间,从而大大延长节点寿命。     

无线传感器网络节能分簇路由协议改进

有效地降低能耗,延长网络生存时间一直是无线传感器网络的研究热点.分析了LEACH协议并提出一种改进算法,该算法通过控制网络内冗余节点休眠,采用中转节点转发较远节点的监测信息,以减少网络中的冗余节点个数和簇首的数据通信量.仿真结果表明:新算法能有效节约网络能量,平衡节点能耗,延长网络生存时间.     

DRAD:一种基于异步休眠调度的无线传感器网络数据收集协议

数据收集是无线传感器网络的基本功能之一,被大量应用到环境监测。如何降低网络能耗、延长网络生命周期是环境监测中数据收集的首要问题。大多数应用都选择使用休眠调度,通过监听空闲侦听的时间来节省能量,而这通常是在MAC层进行。本文则在网络层路由中考虑休眠调度的影响,将路由和休眠调度综合起来考虑,提出了一种基于异步休眠调度的无线传感器网络数据收集协议DRAD。DRAD通过异步休眠调度避免了时间同步的消耗,节点只需维护与邻居节点间的时间差,通过顺带时间差修正机制解决时间偏移问题,降低了能量开销。实验用占空比来衡量系统能量消耗,结果显示DRAD可以稳定在预先设定的占空比,有效降低网络能耗,延长网络寿命。     

基于单元集群的MapReduce中节点失效的改进

针对传统MapReduce框架中任务节点和工作节点的失效问题,提出了在配置备份节点的分层主从式MapReduce框架中加入单元集群的处理方法.在改进框架中,任务处理的最小单位是单元集群,当单元集群中的某个工作节点失效或者超过时间阙值时,子任务节点则选择该单元集群中的空闲工作节点来分配任务,并且不需要重新传输任务文件分块,这既节省了工作节点重选择的时间,又降低了网络传输的压力.使用该框架针对不同数量的数据块进行实验,工作节点的灾难恢复时间均可以节省25 ms左右,证明了单元集群的处理方法可以有效解决工作节点的失效问题.     

无线传感器网络树形传输模型组建方法

ZigBee的树形网络层结构在高可靠性和低功耗方面优于星型和网状结构,但在传输有潜在攻击的情况下,树形结构存在命令包和数据包传输无法统一的问题。为此,采用信号功率对比的方法,自动添加父子节点形成树形拓扑结构,并完成数据包传输的建模。实验结果表明,该方法可解决命令包和数据包传输可能面临冲突的问题,实现从拓扑结构的形成到数据传输的一体化。     

基于X3D矿井巷道显示方法

Web3D联盟发布的X3D标准作为下一代面向互联网的二维图形描述规范,已经被ISO批准成为国际标准,越来越广泛地应用于教育、工业现场规划展示、虚拟现实等方面.介绍X3D中Extrusion节点在矿井巷道建模的实现方法,对于二实现虚拟数字矿山的真实感有重要的现实意义.     

海战场栅格节点的接入与迁移管理技术研究*

针对海战场作战平台中设备繁杂、异构的特点，栅格网络架构将各类作战平台设备以节点形式进行管理，但现有研究中尚缺乏具体的节点接入与迁移实现的流程方法与技术。论文针对上述问题，提出了海战场栅格节点接入与迁移的一种标准化流程与技术的实现方法，并利用仿真软件进行了实例的仿真验证，验证了节点接入与迁移标准化流程的可行性，并证明了其在技术上的可实现性。     

云视频监控系统的能耗优化研究

随着基于云计算的视频监控系统(以下简称云视频监控系统)的兴起,其无限扩展的终端设施、众多的物理服务器、频繁的网络传输等所带来的能耗问题不容忽视.分析了云视频监控系统的体系结构、能耗的产生及其优化机理,并将云视频监控系统的能耗研究分为监控节点、物理节点和存储节点这3个层次;然后,结合国内外应用于传感器网络和云计算数据中心的相关能耗优化理论与方法,分别对3个层面上的云视频监控系统的能耗优化方法进行综述,并进行了深入的分析和比较;最后,针对当前的研究空缺和问题,提出今后可能的研究方向和重点,并进行了总结.     

低开销的无线传感器网络时间同步方法

时间同步在无线传感器网络中是一个重要的基础性因素。该文采用发送方-接收方模式传播时间同步消息包，应用线性回归方法和MAC层打时间戳的方法来改善时间同步的精度。提出降低同步开销的方法：利用下级节点度选取某些特定节点，发送消息包，其他节点只是被动接收消息。相比泛洪广播，大大降低了网络开销。     

无线自组网中多种节点状态的行为特征及关联分析

从节点行为对网络安全的影响角度看,恶意节点将直接导致路由破坏或者毁坏数据.因此,在节点行为检测和信任度评估时,必须首先重点关注其安全性行为特征,以便降低恶意行为节点的信任值.归纳了网络中九种常见的节点行为类型,分析了各行为状态的行为特征,建立了特征模型,提出了检测特征参数和关联检测模型.仿真结果表明,提出的节点行为检测特征参数和关联检测模型,在静态及网络变化时,对不合作节点、恶意节点的行为信任值评估定级均有较高的准确性,可以有效排除这些节点的网络活动.     

基于多重属性的P2P网络节点重要性度量方法

P2 P网络中的节点重要性评价在实际应用中有重要意义。现有的一些重要性评价指标如度、紧密度等存在度量结果较为片面等缺点,单一指标并不能有效地对P2 P网络中的节点重要性进行度量。针对此问题,提出了一种基于多重属性的综合度量指标。以节点度作为对比基础,计算多个度量指标与节点度指标的肯德尔相关系数,通过分析多个指标之间的内在关联性,最终选择节点度、介数、K-核和PageRank四个属性来进行节点重要性的综合度量。通过真实的P2 P网络进行实验验证,结果表明,相对原有单一度量指标和现有的综合度量指标,该综合指标更能够有效地对P2 P网络中的节点重要性进行度量,而且具有较强的普适性,可以应用到大多数P2 P网络中。     

主动网络节点研究及安全实现

主动网络是可编程网络，用户可对网络进行个性化的编程和设置。文章论述了主动网络的体系结构，重点探讨主动网络节点操作系统及安全实现。最后提出一种安全节点结构，它可以为主动应用提供认证，授权，完整性认证以及满足主动应用的动态安全要求及策略。     

基于相似度传播的复杂网络间节点匹配算法

提出了一种基于相似度传播的复杂网络间节点匹配方法.引入节点相似度传播过程,使得初始的相似度信息能够按网络拓扑结构传播到全局,从而能够充分利用有限数目已匹配节点对所提供的相似度信息.该传播过程的稳态分布与一个大矩阵的主特征向量等价,可采用幂方法的迭代形式来高效求解,最后利用图论中的KM(Kuhn-Munkres)算法来抽取最终的匹配节点对.以四种不同结构的网络节点匹配实验为例,对本文算法进行了测试和验证.实验统计结果表明,本文方法显著提高了节点匹配的精度.