基于信道切换的车联网数据传输算法

提出一种基于信道切换的车联网数据传输算法（DTA）。DTA算法考虑由车辆节点、中继节点和汇聚节点组成的三层网络,根据车辆的行驶方向进行节点的分类,提出不同的信道分配和切换机制,减少了数据传输的干扰。提出中继节点信息的快速扩散方法。提出紧急路况信息的优先传输方法,采用不同的队列将数据分类,并根据队列优先级选择传输数据。仿真结果表明,DTA算法能够有效地实现有用信息的快速传输,减少不必要的损耗,提高汇聚节点数据接收率,降低数据分组平均跳数和提高数据传输的覆盖率。在一定的条件下,DTA算法比AODV算法和AODV-L算法更优,可适用于快速变化的车辆行驶环境。     

辅助定位信标节点的移动路径规划算法研究

为快速实现监控区域内所有传感节点的定位,利用辅助定位信标节点的移动,提出无线传感网中辅助定位信标节点的移动路径规划算法（MPPA）。在MPPA算法中,考虑由多个六边形网格组成的监控区域,分析sink节点的移动特点,考虑其移动路径中停留位置只是六边形网格的顶点和中心,不在同一位置停留,相邻3个停留位置不共线以及每一个网格至少被3个以上不同停留位置覆盖等约束条件,提出信标节点的移动路径约束和传感节点定位约束,并建立其移动路径规划模型。根据邻居停留位置的信息素浓度决定下一个停留位置,根据蚂蚁选择的路径释放和挥发信息素。经过蚁群算法的多次迭代,可获知能覆盖所有网格的信标节点最优移动路径。信标节点沿着该路径移动时,传感节点可获知信标节点的不同位置信息,收集通信时的RSSI值,采用Kalman滤波算法降低通信噪声,采用最大似然估计算法计算自身位置坐标。仿真结果表明：MPPA算法可根据网格中心和顶点的位置,收敛于移动距离最短且能实现监控区域任何位置上传感节点定位的最优移动路径。MPPA算法降低了信标节点的移动路径长度和停留位置个数,降低了网络启动后所有传感节点获知自身位置所需要的时间,并将传感节点平均定位误差保持在较低的水平。在一定的条件下,MPPA算法比SCAN、DOUBLE_SCAN、HILBERT、CIRCLES和ZSCAN算法更优。     

Sink节点移动的三维无线传感网数据收集算法研究

为克服三维静态无线传感网中的能量空穴问题和提高网络生存时间,考虑Sink节点移动,提出一种Sink节点移动的三维无线传感网数据收集算法(DCA-TWSN),在DCA-TWSN中,提出三维环境下的正方体网格划分方法,建立包括Sink 移动路径选择约束、数据流量约束、能耗约束、链路约束等约束条件的数据收集优化模型,采用最优化方法求解已知Sink节点移动路径的数据收集优化问题,采用修正的蚁群算法求解Sink节点的移动路径问题,获得最优方案。仿真结果表明:不管Sink节点的最大数据收集跳数和传感节点数量如何变化,DCA-TWSN都能寻找到较优的移动路径和数据传输方案,从而提高了网络生存时间和传感节点的平均数据传输率,降低了移动路径长度、平均节点能耗方差和丢包率,比RAND、GREED和EDG-3D更优。     

三维稀疏无线执行器网络的数据下传路由算法

针对三维稀疏无线执行器网络下的数据下传问题,提出一种三维稀疏无线执行器网络的数据下传路由算法,该算法计算位置偏差角,建立数据下传路由候选节点集,对周围节点进行初步筛选,根据候选集合中候选邻居节点的速度偏差角、邻居节点的速度、剩余能量、剩余存储容量和是否被标记,计算Sink节点和候选邻居节点的传输权值,并选择转发节点。同时当数据下传路由候选节点数量过小时,提出最大位置偏差角修正方法,提高候选节点的选择范围,最终选择合适的候选节点完成数据传输。仿真结果表明:对比ADOV算法AODV-M算法、RASeR算法和MOEAs算法,DDRA-3D算法能有效提高数据下传成功率、减少数据传输时延和数据传输能耗。     

基于车车通信的车辆防碰撞算法

为了提前预测车辆碰撞事故和降低碰撞事故发生概率,提出了基于车车通信的车辆防碰撞算法（VACA）。VACA根据自身和周围邻居车辆的北斗位置坐标,在水平和垂直两个方向上分别采用Kalman预测算法预测下一时刻的车辆行驶状态,采用数据预判断方法直接确定一定发生碰撞或不发生碰撞的情况。当不能直接判断时,则计算加速度可变下的安全距离,建立和求解碰撞状态预测模型,获得碰撞预测时间最小值。如果该最小值小于阈值,则发出报警信号提醒驾驶员。仿真结果表明,与基于车辆间通信的智能防碰撞报警模型（IVCWM）和车辆提前预警的防碰撞算法（ECWA）比较,VACA可提前发现碰撞情况,而且更准确,有一定的应用价值。