基于改进粒子群算法的无线传感器网络节点定位

针对传统距离矢量-跳数(DV-Hop)算法中最小二乘法的估计误差过大、粒子群(PSO)算法易陷入局部最优的问题,提出了一种改进粒子群算法与DV-Hop的融合算法。首先从粒子速度、惯性权重、学习策略、变异方面对粒子群算法进行改进,增强算法跳出局部最优的能力,提高迭代后期算法的搜索速度;然后在DV-Hop算法第三阶段采用改进粒子群算法优化节点的定位结果。仿真结果表明:相比传统DV-Hop算法、基于混沌粒子群算法的DV-Hop改进算法(MPSO1-DV-Hop)和基于改进型粒子群优化的DV-Hop算法(MPSO2-DV-Hop),该算法的定位精度高,稳定性好,适用于定位精度和稳定性要求较高的场景。     

改进的狭长空间中加权质心定位算法

针对目前狭长空间环境中信号多路径效应明显、传感器节点定位精度不足等情况,提出了一种基于信号接收强度(RSSI)的加权质心定位算法.该算法根据狭长带状区域环境特点部署信标节点,通过相邻信标节点的实际距离和信号接收强度,动态获取周围环境的路径衰落指数,提高RSSI测距算法的环境适应能力;根据当前环境改进加权质心算法的加权因子,引入修正因子,进一步提高算法的定位精度.理论分析和仿真结果表明,该算法设计优化,适应于狭长空间环境,宽度分别为3 m、5 m、8 m、10 m,信标节点的个数为10的巷道环境中,其定位计算精度比传统加权质心算法分别提高了22.1%、19.2%、16.1%、16.5%,稳定性分别提高了23.4%、21.5%、18.1%、15.4%.     

无线传感器网络RaSMaLai算法的改进

针对RaSMaLai算法有可能进入无效循环和无效等待状态的问题,对RaSMaLai进行了两点改进并提出了一种新的随机转换算法NRaSMaLai:改进一在算法初始化过程中遍历树中节点进行初始化检查,防止树进入无效等待状态;改进二在更新树操作过程中对树中最大负载节点及其所有子孙节点时进行状态检测,防止树进入无效循环状态。NRaSMaLai通过增大最小负载节点及其子孙节点的负载使树平衡。仿真实验表明,使用改进一、二的算法能使树达到平衡状态或更接近预设的平衡状态。当sink节点位于区域中心时,NRaSMaLai使树平衡时所需的迭代步数减小为原来的1/5并很少出现振荡,对使数据收集树快速收敛并延长网络寿命具有重要意义。     

基于LabVIEW和WSN的气体监测系统

文中介绍了利用LabVIEW平台,以无线传感线网络(WSN)作为数据传输方式,构建具有信号采集、显示、分析、保存和历史数据查询等多功能的虚拟仪器系统,实现对监测气体的远程操作.系统设计包括硬件设计(传感器节点与无线接收主节点电路设计)与软件设计(无线传感器节点软件、PC端USB驱动和LabVIEW程序设计),无线传感器节点软件设计使用CSMA/CD协议,保证了通信畅通,并使得传感器节点的增减灵活,无线解决方案使得危险区域的气体监测安全、方便和可靠.     

无线传感网多簇头协助的目标跟踪

在无线传感器网络中,目标的运动无规律可循,难以选取合理的数据对其进行预测,且在跟踪过程中易发生目标丢失的现象,不利于对目标的监测。通过分析目标运动趋势的变化特点,提出多级簇头结构和目标丢失的恢复策略,并改进线性拟合算法,选取某一阶段内的数据作为预测的数据源,以提高跟踪精度,降低目标丢失率。仿真结果表明,改进算法能够更充分地利用历史数据,在跟踪精度和目标丢失率方面具有良好的性能。     

煤矿巷道中无线传感器网络的可靠路由算法

根据井下巷道的实际工作环境,提出了一种适用于井下巷道的无线传感器网络路由算法。算法根据接收节点的位置和剩余能量来确定最优转发节点,既减少了多跳路由传递的时间又均衡了节点能耗;算法在路由过程中节点失效时利用路由切换技术,通过对侧的节点形成互补路由来继续路由过程,大大增加路由的可靠性。仿真实验及分析表明,与其他典型的井下巷道分区算法相比,该算法生成的路由有更短的时延和更高的数据传递率,适合于井下巷道环境。     

一种基于椭圆曲线的WSN密钥管理方案

为在有限资源的无线传感器网络上进行安全的通信,根据路由算法思想和网络部署环境的特点,提出了一种基于椭圆曲线的节点存储邻居节点公钥动态变化的密钥管理方案。在方案中,每个节点使用公钥列表保存邻居节点的公钥,通过对公钥列表的查找决定通信密钥的协商过程,通过对公钥列表的大小进行分析,确定最佳列表长度。该方案基于椭圆曲线密钥体制,安全性得到了足够的保证,并且具有节点认证的功能,更符合无线传感器网络的要求。     

无线传感器网络层次参考时间同步算法的研究

无线传感器在网络应用中要求节点间保持时间同步,但现存的经典时间同步算法,因节点的接收时间受时钟偏差和传输延迟的影响,其同步精度不高。为提高网络时间同步精度,均衡节点能耗,提出了一种改进的层次参考时间同步算法（Improved Hierarchy Referencing Time Synchronization,IHRTS）。该算法基于节点在层次结构中唯一物理位置的时间特性,采用贝叶斯估计对节点接收时间进行估算,缩小时间偏差的误差范围,获得比较精确的同步偏移量,从而改善时间同步精度;同时采用无线信道的广播特性与双向同步机制的同步思想,最小化了通信负载,均衡了节点能耗。通过仿真结果表明将贝叶斯估计方法应用到时间同步算法中,在均衡节点能量消耗同时有效地提高了网络同步精度。     

无线传感器网络免疫代理数据融合算法

针对网络能耗和延迟问题,提出了一种基于免疫代理的数据融合算法。通过代理的自由迁移降低节点传输能耗;通过免疫降低参与融合的节点数以降低网络能耗;设立应急通道以降低紧急情况下的网络延迟;采用十六进制编码方法对融合数据进行压缩处理。试验结果表明,该算法能有效降低网络能耗和延迟。     

基于多Mobile-Sink能量有效的WSN再编程协议研究

现有的WSN再编程能量有效协议多集中在单个Sink的静态网络环境下,这就限制了网络规模。基于多Sink的动态WSN再编程能量有效协议能够适应大规模网络环境。提出一种基于多Mobile-Sink能量有效的WSN再编程协议,在该协议中,网络拓扑采用圆形部署,以圆心为坐标系原点,将圆形拓扑分为八个半象限,而每一个mobile sink沿着八个半象限相交的直线往返运动,在每条直线上隔一定距离设置一个信息交换点IEP,Sink在IEP同周围的节点通信。仿真结果表明,提出的方案同MNP协议相比,在节点平均能耗和单个数据包传输能耗两项上更有效率和优势。