WSN中运动物体监测的节点控制策略

针对对运动物体监测时可能存在节点漏检的问题,提出一种运动物体监测的节点控制策略。监测节点利用邻跳节点的位置信息计算运动物体的速度估计函数和方位角估计函数,在方位角估计函数范围内的节点根据速度估计函数计算运动物体到达的估计时间,并在此后的一段时间内增加节点占空比以提高感知概率。仿真结果表明,该策略有效提高节点的感知概率,减小无线传感器网络的监测失真度。     

无线传感器网络中基于移动节点的目标覆盖方法研究

在无线传感器网络覆盖中,由于传感器节点的随机分布和随着工作时间的延长,部分节点可能因为多种原因导致其失效或损毁,从而形成监测区域中的盲区问题。基于以上问题,在研究国内外网络覆盖的基础之上,提出了一种利用可移动的传感器节点对选择性目标的覆盖方法,从理论上验证该方法能很好地解决盲区问题。     

基于WSNs多参数水质监测的终端设计

针对传统水质监测系统不能对水质参数进行实时在线监测,难以准确检测水质参数的动态变化、水质参数检测误差大等问题,提出了基于无线传感器网络(WSNs)多参数水质监测的终端设计方案。采用模块化设计以满足个性化需要;采用太阳能和蓄电池双电源供电,以延长无线节点的工作时间。仿真测试结果显示:pH值、电导率、溶解氧的平均相对误差分别为2.21%,0.69%,2.05%,比传统的水质监测系统的精度提高了30%左右。     

基于WSNs和移动Agent的桥梁结构健康监测研究

针对桥梁结构大而复杂、传感器数目种类多、损伤形式多样等特点,引用无线传感器网络（WSNs）和移动Agent技术。以实际桥梁结构为研究对象,采用以CC2530为核心的无线传感器节点采集桥梁结构相关数据;利用移动Agent的移动性,迁移和访问网络节点,完成对节点数据的收集和处理;运用ZigBee无线通信协议将数据传送至网关节点加以处理;通过GPRS无线通信方式将最终数据送至监测中心,确定桥梁的健康状况。结果表明：该系统符合设计要求,且监测数据可靠,具有应用和推广价值。     

WSNs中一种基于移动信标检测的定位算法

信标节点在无线传感器网络(WSNs)定位技术中起着重要的作用,它作为参考节点决定着被定位目标的位置。在WSNs的实际环境应用中,信标节点可能会因为各种原因发生移动成为不可靠的信标节点,此时依赖不可靠信标节点来定位的未知节点将可能产生较大的定位误差,甚至失去了利用价值。针对信标节点发生移动的问题,提出了一种定位前期的基于可用信标的移动信标检测(BAB—BMD)方案。在节点定位之前,对定位节点收到的所有信标进行检测,并对移动信标重定位计算其可靠度。然后,依据信标可靠度选择可用信标节点进行定位,即基于可用信标的信标择优(BAB—BOS)算法。实验结果表明:BABBMD具有较好的检测准确度,同时采用BAB—BOS定位算法定位准确度要高于未进行移动信标检测的定位准确度和丢弃移动信标的定位准确度。     

基于遗传算法的无线传感器网络巡航覆盖最小移动节点数研究

被监测环境的状态可以使用无线传感器网络的有效感知.本文使用无线传感器网络巡航覆盖模型实现了建筑能效监测过程.为降低基于无线传感器网络巡航覆盖模型的数据采集系统构造和维护成本并降低系统复杂度,采用MTSP问题对无线感器网络巡航覆盖最小移动节点数问题建模,提出了无线感器网络巡航覆盖最小移动节点数快速求解算法并使用遗传算法实现了快速求解算法.实验结果表明,本文提出的方法快速有效,而基于遗传算法的快速求解算法的实现可以快速确定无线感器网络巡航覆盖最小移动节点数上界.     

无线传感器网络中移动目标的定位与跟踪

对侵入无线传感器网络中的目标,提出了一种移动节点和静态节点相结合的定位与跟踪方式.静态节点可以发现侵入传感器网络中的目标,移动节点与静态节点配合进一步确定目标的具体位置.仿真实验验证表明:该方法可以减少大规模的频繁移动节点,不需要过多地对移动节点的选择和运动进行特别复杂的计算,具有较好的定位精度和鲁棒性,对多目标的定位与跟踪研究有一定的启发作用.     

移动传感器k栅栏覆盖研究

在随机部署的无线静态传感器网络中,为保证监控区域的栅栏覆盖而需要大量的节点,从而导致节点之间覆盖区域相互重叠,产生覆盖冗余。通过利用移动传感器节点重部署的能力,可以使用少量的节点保证监控区域的栅栏覆盖。针对1栅栏覆盖问题,提出了基于集中式再部署算法CBarrier的改进算法MCBarrier。通过将监控区域划分为若干片段区域,分别进行栅栏覆盖,并设计基于分治算法的k栅栏覆盖构建算法kMCBarrier。实验表明:MCBarrier算法与kMCBarrier算法能量高效的实现栅栏覆盖,且kMCBarrie算法具有良好的扩展性。     

一种用于水质监测的WSNs节点的设计与实现

提出了一种基于无线传感器网络的水质监测传感节点设计方案,该节点由传感器模块、主处理器模块与无线通信模块和能量供应模块组成,其中传感器模块采用独立的模块结构,与主处理器之间由RS-485总线相连,主处理器与无线通信模块是以符合IEEE 802.15.4协议的CC2430芯片为基础设计的。多个传感器节点采用Zig Bee协议栈实现自组网,从而构建一个参数设置灵活、节点布置快速的水质自动监测系统。     

无线传感器网络中移动节点设备的设计和实现

提出了一款机器人的设计方案,将机器人作为移动的传感器节点,汇集静态传感器节点的数据,感知周边物理环境的信息。机器人主要由微处理器模块、通信单元模块和用于移动的底座平台组成,微处理器嵌入源码开放的事件驱动操作系统!C/OS-II。由机器人和静态传感器节点组建的网络实验结果显示,机器人运行稳定,能可靠提高网络通信能力。     

基于移动节点的无线传感器网络覆盖空洞修复方法

无线传感器网络（ WSNs）一旦产生覆盖空洞,则会严重影响网络性能,针对此问题,提出了一种基于移动节点的覆盖空洞修复算法——联合补丁法,该算法按照预先制定的缝制方案把所需的移动节点“缝制”成一块大的“布”,然后对空洞进行直接修复。首先,在理论上证明了该算法的性能;其次,用Matlab进行仿真实验,并与基于移动节点的三角形逐个贴片修复算法（ PATT）在所需节点数和冗余度两方面进行对比;最后,对算法的稳定性进行了分析。最终表明：该算法具有较高的覆盖率和较低的冗余度。     

无线传感器网络覆盖质量远程监控系统设计

无线传感器网络（WSNs）节点散布情况对其工作性能有着很大的影响,所以设计了通信定位平台用于远程监控节点的位置和覆盖质量.WSNs由基于北斗二代（BD2）定位模块、nRF905射频收发器和C8051F310单片机的无线传感器节点组成,网关节点采用询问的方式收集各传感器节点的位置信息,并最终通过北斗一代（BD1）通信卫星传递给远程数据监控中心.系统硬件设备简单,能够被广泛应用于各种远程WSNs的位置监控.     

一种基于采样点判别冗余的无线传感器网络随机覆盖控制算法

在节点随机分布情况下,利用节点自身及邻居的位置信息,根据逆向检测从节点开始由阿基米德螺旋曲线散开的点的覆盖信息,判断其是否属于冗余节点,同时最小化节点通信半径和感知半径,采用休眠机制节能,实现对监测区域覆盖,并通过仿真实验验证了算法的可行性和高效性。     

基于连通性的无线传感器网络覆盖优化算法

针对无线传感器网络(WSNs)的覆盖优化和连通性问题,提出了一种基于连通性的WSNs覆盖优化算法(CC-BCBS).在二维监测区域内,CC-BCBS以传感器节点间的通信半径作为限制条件,只对连通的传感器节点进行Voronoi图划分,根据节点对应泰森多边形的覆盖情况构造盲区图,将盲区重心作为候选优化位置,使节点尽可能最大化覆盖监测区域.节点通信半径影响着区域覆盖的冗余度,故针对划分时可能出现的3种不同连通情况,给出了相应措施.仿真结果表明:CC-BCBS在覆盖率,分布均匀性,平均连通个数与连通率方面相比BCBS等算法有明显优势.     

基于Zig Bee技术的大坝安全监测WSNs节点设计

针对无线传感器网络(WSNs)在大坝安全监测中的需求,结合大坝安全监测传感器网络和ZigBee技术的特点,提出一种基于射频芯片CC2430的WSNs大坝安全监测系统解决方案。简要介绍了传感器网络体系结构,重点阐述了其网络节点的硬件设计和软件设计。并在实验室环境下搭建了一个簇-树型传感器网络,对传感器网络进行了测试并对节点进行了标定。实验表明:节点采集传感器数据准确,在实验室环境下数据传输可靠、准确,数据丢失率为0。     

Distributed connected coverage control for groups of mobile agents

For a group of mobile agents, each agent can sense the local environment around it and directly communicate with others in its communication range. This article deals with the self-deployment problem of mobile agents to achieve a sensing coverage over the environment as large as possible, while keeping the underlying time-variant communication topology connected all the time. For this problem, a self-deployment algorithm is developed for each agent. It guarantees network connectivity by preserving the group core structure, which is extracted from the communication topology in a completely distributed, local manner and is renewed in each iteration period. Note that maintaining all the connecting edges in the core structure still remains a sufficient degree of freedom for each agent to traverse over a maximal distance from its neighbours. Thus, the distributed connected coverage objective can be achieved by spreading out the group members with the constraints of preserving the core structure. The performance of the self-deployment algorithm is demonstrated by both theoretical analysis and numerical simulations.     

一种目标监测的移动传感器网络覆盖分布式优化算法

针对移动传感器网络中目标监测的节点部署问题,为保证在无覆盖漏洞的同时减少覆盖冗余,以六边形棋盘结构(HTL)为网络的目标部署结构,提出一种基于群集控制的分布式部署算法.该方法只需目标的相对方向和邻居节点的相对位置、速度信息,可不依赖于通信.仿真结果表明,所提出的算法对静止和运动目标均有效,与基于虚拟力的算法相比所需信息更少,部署更均匀,对HTL的逼近效果更好,覆盖更优.     

基于CVT模型的无线传感器网络覆盖优化

针对目前无线传感器网络(WSNs)节点随机部署时覆盖率低的不足,提出了一种质心化的Voronoi图(CVT)模型和圆覆盖结合的方法用于网络覆盖的优化方法.将网络覆盖优化问题简化,转化为每个WSNs节点各自覆盖对应Voronoi多边形区域的优化问题,降低了问题的复杂性,不仅使得WSNs的节点部署和区域划分更加合理,同时使得网络覆盖范围更佳.实验结果表明:模型能够有效提高WSNs的覆盖率,提供了更优的网络通信服务.     

移动无线传感器网络连通性自主恢复算法

无线传感器网络(WSNs)中关键节点故障会将网络分割成多个不连通的分区,给网络性能带来严重影响.而无线传感器网络往往布置在人工难以干预的偏僻恶劣环境中,网络连通性的自主恢复尤其重要.提出一种自主网络分区检测和连通性恢复(APDCR)策略,容忍无线传感器网络中关键节点的故障.APDCR首先基于1跳邻居和部分2跳邻居信息提出一种新的关键节点识别算法,然后给出关键节点的备用节点的选取算法和网络连通性恢复算法,最后扩展算法处理两个节点同时故障时网络不连通问题(2-APDCR).模拟实验结果表明了算法APDCR的有效性.