煤矿井下无线传感器网络节点三维定位算法

现有煤矿无线传感器网络节点定位存在定位精度差、功耗高等问题,提出一种基于信标节点规则部署的煤矿井下无线传感器网络节点三维定位算法,根据井下巷道特征成对部署信标节点,在定位估算时先将信标节点投影到与未知节点同一高度的水平面,再利用三边测量法进行平面定位,然后结合未知节点与信标节点的高度差即可实现三维定位。理论分析和仿真结果表明,该算法具有计算量小、通信量小、定位精度较高以及稳定性较好等特点。     

无线传感器网络备份路径分簇算法

在路由协议中利用分簇技术可以提高无线传感器网络的可扩展性。针对无线传感器网络(WSN)中分簇算法的不足,提出了基于备份节点策略的EDC算法,传感器节点在其簇头失效后仍可以通过其备份路径传输数据。通过OMNeT++平台上的仿真实验表明,EDC在网络重建时间、失效节点数量较其他WSN协议有明显的改善。     

改进的RSA算法在无线传感器网络中的应用

针对公钥密码体制在无线传感器网络密钥管理中存在计算速度慢、能量消耗大等问题,提出将一种改进的公钥算法应用其中。新算法利用蒙哥马利算法把大数的幂模运算转换成模幂运算,并使用中国剩余定理把模幂运算转换成求解同余方程组。算法安全性分析与实验结果表明,新算法能减少55%的运算开销,减少67%的存储空间占用,并增加21%的节点生命周期。新算法在保证密钥安全性的同时减少了运算量和存储空间,更加适合节点运算能力较低且能量有限的无线传感器网络。     

滑坡监测的无线传感器网络定位系统设计

为解决目前滑坡监测系统普遍存在的工程造价高、自动化程度低、施工不便等问题,研究设计了一种无线远程滑坡监测系统。该系统使用ZigBee无线电定位技术取代各种滑坡传感器来获取滑坡地表位移信息,通过通用无线分组服务(GPRS)进行数据远程传输,可实现滑坡状况的远程自动监测。在改进现有接收信号场强指示(RSSI)定位算法基础上,进行了系统架构和软硬件的研究设计,并利用OPNET及Matlab对系统方案进行了模拟实验,在10m×15m测试区域内,该系统平均定位误差为1.39m,误差波动小于0.5m。研究与实验结果表明：所研发的系统在监测现场无需任何一次检测仪表,显著降低了滑坡监测系统成本,具有工程造价低、施工难度小和自动化程度高的特点。     

基于移动代理的三维DV-Hop算法

三维空间的无线传感器网络节点定位算法研究是当前的研究热点之一。通过对现有三维定位算法的不足进行分析,将无需测距的DV-Hop算法拓展到三维空间,并在通信量、定位精度方面进行了相关改进,提出了一种基于移动代理的三维DV-Hop定位算法。仿真结果表明,所提算法能对三维环境中的传感器节点进行有效的定位,信标节点的密度和通信半径对定位误差和覆盖率的影响较小,且定位精度和覆盖率相对于其他算法有明显提高。     

无线传感器网络中基于α-壳的射频攻击定位

传感器网络的特殊性使之易受到射频干扰攻击等各种攻击,为了下一步安全机制的实施和部署,确定攻击者的位置,利用α-壳概念及其性质提出基于α-壳的射频攻击定位算法。当1/α与最小包容圆半径相等时,节点集合的α-壳顶点可达到共圆,进而依据α-壳顶点的数目,计算最小包容圆半径。该定位算法实现了最小包容圆半径的求解和圆心位置的确定,从而实现了对射频攻击者的定位。模拟实验表明,与已有的增量算法相比较,基于α-壳的射频攻击定位算法定位误差小,且随着网络节点密度等度量值的变化,时间消耗也不会呈指数级增长,而只呈线性的略微增长。     

群混合算法应用于异构传感网络节点的优化部署

针对异构传感网络节点初始随机部署时产生覆盖盲区和覆盖冗余的问题,以降低节点成本和提高网络覆盖率为目标,引入ε-目标约束法,提出一种基于粒子群算法和鱼群算法的群混合算法。该群混合算法首先建立个体中心的概念,将鱼群算法的聚群行为和追尾行为的思想引入到粒子群算法中以快速寻取个体的最优位置的解域,再利用粒子群算法对个体的速度和位置进行迭代寻优。仿真结果表明,该群混合算法与标准粒子群算法和标准鱼群算法相比,在网络覆盖率和成本目标之间能达到更好的平衡和优化。     

基于RSSI测距的室内定位技术

搭建了基于ZigBee技术的室内定位实验平台,以实验室楼道为室内场景进行了接收信号强度(RSSI)测距和定位实验研究。首先对测距实验采集到的数据使用线性回归分析拟合出当前环境的具体测距模型,并对信标和未知节点进行软件开发,实现了基于RSSI的定位算法。经过定位实验精度评估,文中算法的平均定位误差为2.3 m,满足大多室内场景要求。     

一种基于多级功率分簇的带状WSN设计

围绕WSN在煤矿井下监控系统中的应用而展开讨论,提出了光纤/WSN的综合监控系统的框架。文章详细论述了井下WSN系统的工作原理,提出了基于多级功率分簇(MPC)的带状WSN设计方案,将带状区域划分为等间隔的小区。利用本文所提的MPC算法具有比CHIRON算法在整个带状区域内所需的基站数更少、网络延迟更小的特点,并且该算法提出了远离基站的边缘节点的通信问题,增加了WSN体系的可靠性,从而构成了1个网络延迟小、可靠的监控系统。     

无线传感器网络的定位技术及其算法

无线传感器网络是由无中心节点的全分布系统组成的一种新兴的传输技术.在分析无线传感器网络的体系结构及传感器节点的工作原理的基础上,对无线定位技术及其算法进行了研究,从而得到不同种类算法的优缺点及其适用范围.