无线传感器网络研究进展

无线传感器网络因其巨大的应用前景而受到学术界和工业界越来越广泛的重视．介绍了无线传感器网络的基本概念以及具有应用代表性的研究项目，总结提出了网络协议体系结构框架并简要介绍了各主要研究方向的最新进展，本文还针对最受关注的数据链路层协议、网络层路由协议、协议栈优化、能耗管理以及网络仿真技术等几个研究热点做了比较详细的研究进展综述．  

无线传感器网络中的自身定位系统和算法

作为一种全新的信息获取和处理技术,无线传感器网络可以在广泛的应用领域内实现复杂的大规模监测和追踪任务,而网络自身定位是大多数应用的基础.介绍了无线传感器网络自身定位系统和算法的性能评价标准和分类方法,着重综述了近年来该领域具有代表性的算法及系统的原理和特点,并指出未来的研究方向.  

无线传感器网络分簇路由协议

在无线传感器网络体系结构中,网络层的路由技术至关重要.分簇路由具有拓扑管理方便、能量利用高效、数据融合简单等优点,成为当前重点研究的路由技术.分析了无线传感器网络分簇路由机制,着重从簇头的产生、簇的形成和簇的路由角度系统地描述了当前典型的分簇路由算法,并比较和分析了这些算法的特点和适用情况.最后结合该领域当前研究现状,指出分簇路由算法未来的研究重点.  

一种基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议

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.当簇首以多跳通信的方式将数据传输至数据汇聚点时,靠近汇聚点的簇首由于转发大量数据而负载过重,可能过早耗尽能量而失效,这将导致网络分割.该文提出一种新颖的基于非均匀分簇的无线传感器网络多跳路由协议.它的核心是一个用于组织网络拓扑的能量高效的非均匀分簇算法,其中候选簇首通过使用非均匀的竞争范围来构造大小不等的簇.靠近汇聚点的簇的规模小于远离汇聚点的簇,因此靠近汇聚点的簇首可以为簇间的数据转发预留能量.模拟实验结果表明,该路由协议有效地平衡了簇首的能量消耗,并显著地延长了网络的存活时间.  

无线传感器网络路由协议研究进展

无线传感器网络具有与传统网络不同的特点,且与应用高度相关.传统路由协议不能有效地用于无线传感器网络,因而人们研究了众多的无线传感器网络路由协议.在介绍无线传感器网络的特点后,提出了路由协议的分类方法,然后着重分析了当前一些较为重要的路由协议的核心路由机制,并采用比较方式指出了这些路由协议的类别、特点和主要应用范围.最后总结了好的路由协议应具有的特点以及未来的研究策略与发展趋势.  

无线传感器网络中覆盖控制理论与算法

覆盖控制作为无线传感器网络中的一个基本问题,反映了网络所能提供的"感知"服务质量,可以使无线传感器网络的空间资源得到优化分配,进而更好地完成环境感知、信息获取和有效传输的任务.立足于无线传感器网络的覆盖控制问题,分类总结了近年来提出的各种覆盖控制问题的思想和有代表性的研究成果,着重讨论了一些典型的无线传感器网络覆盖控制算法与协议.最后进行了各种算法的比较性总结,深入分析了目前无线传感器网络覆盖控制亟待解决的问题,并展望了其未来的发展方向.  

无线传感器网络Range-Free自身定位机制与算法

无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术，能够实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息。而网络自身定位是其大多数应用的基础。在综合分析大量无线传感器网络定位算法的技术文献和最新研究结果的基础上，从测距技术和算法两方面阐述了range—based定位机制的局限性，着重论述和比较了现有的六种range—free定位算法，指出无线传感器网络自身定位问题的研究方向。  

异构传感器网络的分布式能量有效成簇算法

为了延长网络的生存时间,需要设计能量有效的协议,以适应传感器网络的特点.成簇算法是传感器网络中减少能量消耗的一种关键技术,它能够增强网络的扩展性和延长网络的生存时间.研究了异构传感器网络中成簇算法在节省能量方面的性能,提出一种适应异构无线传感器网络的分布式能量有效的成簇方案.此方案基于节点剩余能量与网络节点的平均能量的比例来选举簇头节点.较高初始能量和剩余能量的节点比低能量节点拥有更多的机会成为簇头节点,从而使网络能量均匀消耗,延长网络的生存时间.模拟实验结果显示,与现有的重要成簇方案相比,新的成簇算法在异构网络下提供了更长的网络生存时间和更大的网络有效吞吐量.  

无线传感器网络密钥管理的方案和协议

以提供安全、可靠的保密通信为目标的密钥管理方案和协议的设计是无线传感器网络安全最为重要、最为基本的研究领域.无线传感器网络固有的特性使得密钥管理研究面临许多新挑战.介绍了密钥管理的安全评价和性能评价指标体系;还介绍了密钥管理的方案和协议的分类方法;着重综述和比较了典型的密钥管理方案和协议;最后指出了存在的开放问题及解决思路.目前的研究进展表明,全分布式、自组织性、容错容侵性、与地理信息相结合等研究问题将是下一步的重点研究方向.  

无线传感器网络最小连通覆盖集问题求解算法

降低能耗以延长网络生存时间是无线传感器网络设计中的一个重要挑战.在传感器节点高密度部署的环境中,在保证网络性能的前提下,仅将最少量的节点投入活跃工作状态,而将其余节点投入低功耗的睡眠状态,是一种节约系统能量的有效方法.如何计算同时满足"覆盖要求"(工作节点必须能够完全覆盖目标区域)和"连通性要求"(工作节点组成的通信网络必须是连通的)的最小节点集合,是一个NP难问题.设计了一种基于目标区域Voronoi划分的集中式近似算法(centralized Voronoi tessellation,简称CVT),用于计算完全覆盖目标区域所需要的近似最小节点集.当节点通信半径大于等于2倍感知半径时,CVT算法构造的节点集是连通的;当节点通信半径小于2倍感知半径时,设计了一种基于最小生成树(minimum spanning tree,简称MST)的连通算法来计算确保CVT算法构造的覆盖集连通所需的辅助节点.理论分析和实验数据表明,CVT(+MST)算法的性能在时间复杂性和连通覆盖集大小方面都优于已有的贪婪算法.