无线传感器网络中基于虚拟力的覆盖算法

在无线传感器网络的很多应用场景中,大量的传感器节点被任意播撒在被监测区域内,形成很多覆盖空洞,对无线传感网络的感知、监测和数据采集能力造成很大影响。为了解决无线传感器网络中的覆盖问题,提出了一种基于虚拟引力的覆盖算法。首先,根据虚拟引力产生的约束条件和引力大小,一种扩大网络覆盖范围的算法被提出,算法分析证明这种算法能够减少覆盖空洞;第二,提出了维持邻居节点连通性的方法;第三,提出一种覆盖感兴趣区域的算法。仿真结果表明,这种算法既能提高网络的覆盖能力,又能减少传感器节点的移动距离。     

基于虚拟力的传感器网络三维覆盖算法

针对三维无线传感器网络中节点非均匀覆盖需求的问题,提出一种基于虚拟力的三维覆盖算法(3D-CAVF).该算法是将虚拟力应用在无线传感器网络中实现节点布置, 通过虚拟力和拥挤度控制, 使节点能够自动覆盖事件, 并且使节点和事件的密度呈现一种平衡的效果.在Matlab平台上进行仿真实验,将所提算法与基于人工势场的三维部署算法(APFA3D)、基于未知目标精确覆盖的三维部署算法(ECA3D)进行比较,在事件呈T型不均匀部署和线型不均匀部署两种情况下进行实验,所提算法的事件集覆盖效能比APFA3D、ECA3D 算法有3.6%、3.1%的提高.仿真实验结果表明所提算法能够有效处理三维无线传感器网络中节点的布置问题.     

基于虚拟力的无线传感器与执行器网络测距定位算法

针对无线传感器与执行器网络(WSAN)的传感器节点定位问题,提出了一种基于虚拟力的无线传感器与执行器网络测距定位算法,使用移动的执行器节点替代传统无线传感器网络(WSN)定位算法中的锚节点,并将虚拟力模型引入基于信号到达时间(TOA)的定位算法。该算法在利用虚拟力驱动执行器节点逼近提出定位请求的传感器节点的同时,根据信号传输时间计算节点间的距离完成节点定位。仿真结果表明,提出的定位算法使得节点定位成功率提高20%左右,平均定位时间以及定位开销均小于传统TOA算法,适用于实时性要求高、执行器节点数量较少的场合。     

基于能量的无线传感器网络分簇路由算法*

无线传感器网络存在严重的能量约束问题,网络协议的首要设计目标就是要高效地使用传感器节点的能量,延长网络的存活时间。在分析经典的分簇路由协议LEACH的基础上,针对其不足提出了基于能量的改进算法和分簇规模约束机制平衡节点能量消耗。仿真实验表明,改进算法有效地延长了网络生存周期。     

基于虚拟力的自组织覆盖算法

针对随机部署的无线传感器节点,提出一种基于虚拟力的自组织覆盖算法。将排斥力、引力、边界约束力这3种虚拟力作用于网络中的每个节点,使聚集在一起的节点分散开,引入节点间距离的阈值、边界节点与边界距离的阈值实现对感兴趣区域的最大覆盖。实验结果表明,该算法在保证连通性的基础上有效扩大了覆盖区域,具有较强实用性。     

基于地理位置的无线传感器网络路由协议研究进展*

在分类总结近年来提出的各种具有代表性的基于地理位置信息的路由协议的基础上,分析了现有的下一跳节点选择策略存在的不足,着重讨论了贪婪路由算法中局部最优化问题的解决方法,指出了目前基于地理位置信息的无线传感器网络路由协议亟待解决的问题.     

基于能量均衡的无线传感器网络路由算法*

针对路由选择模式是影响无线传感器网络寿命的关键因素之一,提出了一种新的WSN路由算法IG-PSR-2。首先将前向区域划分为面积相等的四个子区域,然后选择节点能量方差最小的子区域作为路由选择区域,最后用概率机制在路由选择区域中选择下一跳节点。仿真实验表明,IGPSR-2能有效均衡网络节点能量消耗,从而延长网络生命周期。     

虚拟力导向群聚智能优化的无线传感器网络覆盖策略

针对在由固定骨干节点和移动传感器节点组成的无线传感器网络(WSNs)中,固定节点作用在移动节点的虚拟力,造成对移动节点位置移动的阻碍,在群聚智能优化思想的基础上,提出一种解决异构移动传感器网络的覆盖策略.该策略通过调整虚拟力距离阈值参数来改善固定节点作用在移动节点上的虚拟力;用虚拟力影响群聚智能算法中粒子速度和距离的进化,以节点有效覆盖率为适应值,指导微粒进化.仿真实验表明:虚拟力导向群聚智能策略能有效实现异构无线传感器网络节点布局优化,提高网络覆盖率,且收敛速度快.     

面向无线传感器网络能量均衡的地理位置路由方法

针对地理位置的无线传感器网络路由算法往往只注重地理信息的不足,提出了一种融合节点能量的多径路由算法。算法采用地理位置和能量信息建立三维坐标系,根据邻居节点有效向前距离和剩余能量大小来计算下一跳的概率值,进行路由选择。使能量消耗分散在有效向前推进距离较远的邻居节点之中,延长了网络生存时间,减小并推迟了路由"空洞"的出现。仿真结果显示,区域内节点死亡数、节点存活数和路由"空洞"数等相对TPGF算法均有较大改善,验证了算法的有效性。     

基于无线传感器网络的路由协议

把成百上千的价格便宜的微传感器节点组成网络,并且智能地把所有单个节点搜集到的信息融合,使用者就可以精确地采集远方区域上他感兴趣的信息。这些无线网络的路由协议必须健壮性很强,节省能量并且延迟很小。基于经典的LEACH(LowEnergyAdaptiveClusteringHierarchy)协议,提出了对它的改进:主要是使用了新的策略来确定最优的簇数目。最后,该文算法和多跳路由、直接路由、LEACH进行了仿真比较,结果证明使用该文算法后系统的生存时间增长。     

基于虚拟力算法的WMSNs覆盖研究

为了提高无线多媒体传感器网络（WMSNs）区域覆盖率,在传感器节点随机部署后,通过调节传感器节点的感知方向,使节点从感知重叠区域向覆盖盲区转动,提高网络覆盖率。针对现有算法中存在覆盖效率和覆盖率不能统一的问题,提出一种改进的虚拟力覆盖算法（VFARCR）,该算法利用传感器节点感知扇形区域质心点间的斥力调节感知方向,且通过传感器节点间的覆盖冗余度的决定方向调整的大小,虚拟力和覆盖冗余度共同控制传感器的转动。仿真实验表明：该算法提高了覆盖效率和覆盖效果,提高了虚拟力覆盖算法的性能。     

WSN中基于非均匀簇的混合多跳路由协议*

为节省数据传输过程中消耗的能量,均衡网络节点间的能耗,提出一种基于非均匀簇的混合多跳路由协议。在无线传感器网络数据传输阶段,源簇头节点通过转发权值函数选择数据转发的中继节点,转发权值由用于降低链路通信代价的距离因子和减少剩余能量较少的簇头节点成为中继节点的概率惩罚因子共同决定,达到均衡网络能耗的目的。通过NS2仿真实验验证了算法的有效性,能够很好地均衡节点负载和提高能量利用率。     

WSN中基于虚拟力的移动覆盖算法

以往移动覆盖算法的主流思想通常为：根据特定算法移动部署好传感节点后,转为静态无线传感器网络进行工作,即网络只在节点部署阶段处于移动状态。针对稀疏无线传感器网络按此思想覆盖率极低,并且通常网络也只需对目标区域实现动态覆盖的问题,提出了基于虚拟力的移动覆盖算法。算法采用虚拟力思想部署节点,划分出节点工作区,并依据等周定理规划出移动轨道,以最小化节点移动距离,并减少重叠覆盖面积,降低感知能耗。仿真实验结果表明,该算法实现了对目标区域的高覆盖率,并有效提高了网络的能量利用率,具有较强实用性。     

基于事件驱动机制WSN覆盖算法

针对无线传感器网络覆盖方法自身特点以及在覆盖过程中消耗大量传感器节点能量的不足,提出了一种事件驱动机制的覆盖算法。该算法通过事件驱动机制使节点之间完成了状态转换,同时建立了传感器节点与目标节点之间的关联属性,从而有效地减少节点能量的消耗,延长了网络生存周期,优化了网络资源,确保了以最少的节点完成对目标区域的完全覆盖。仿真实验结果表明,该算法中节点能量的消耗与LEACH协议相比降低了7%,验证了该算法的实效性和稳定性。     

基于最小跳数的WSN非均匀分布的路由算法*

针对无线传感器网络节点能耗分布不均衡的问题,采用非均匀分布策略部署节点,提出一种新的路由算法。该算法通过在网络中建立最小跳数场和路径节点最小能量场,使得信息包沿着能耗最优的路径向sink节点发送。通过仿真实验表明,该算法在能量节省、能耗均衡和提高网络生存期方面具有明显的优势,进而能够缓解能量空洞问题。     

一种基于虚拟菱形网格的传感器节点布置算法

传感器的布置方式有两种,即确定性的和自组织的。通过分析两种布置方式,提出了一个基于虚拟菱形网格的传感器节点布置算法。该算法把两种布置方式综合在一个统一的平台内,能够形成一个最小连通支配集;保证传感器区域内无“盲区”;对不同的应用,可设置不同的感知或连通覆盖度。该算法在性能和效率上优于基于虚拟力的移动传感器布置算法,其灵活性使网络具有更广泛的适应性。     

高能量有效的基于分簇的无线传感器网络路由协议*

在无线传感器网络能量消耗模型的基础上,分析了经典的分簇路由算法LEACH的不足,提出了一种高能量有效的分簇路由算法（HEHC）,算法重新考虑了通信过程中的能量损耗,并依据能量因子参数优选簇首,同时使用了分簇规模约束机制。仿真结果表明,该算法能有效地减少能量损耗,延长网络的生存周期。     

无线传感器网络中DV-Hop节点定位改进算法研究*

介绍了无线传感器网络中DV-Hop算法的定位原理、误差来源。针对DV-Hop算法在未知节点到信标节点距离计算中的不足,在分析信标节点间估计距离与真实距离误差的基础上,提出了改进算法。改进算法修正了网络平均每跳距离与未知节点估计坐标的区域范围。仿真结果表明,在相同的网络环境下,改进算法的定位精度得到明显提高。     

能量有效的无线传感器网络部署

将无线传感器网络的节点部署问题抽象为圆覆盖问题;证明了当3个相同覆盖范围的节点构成边长为根号3的等边三角形时，节点的覆盖程度达到最大值82.7%．假设节点为势力场中的粒子，根据节点间力的作用部署节点，设计了CE-VFA算法，并在Matlab平台上对算法进行了仿真．结果显示，CE-VFA算法获得较好的网络部署效果，在消耗较少能量的前提下可以很好地改进原有部署的覆盖程度和覆盖效率，覆盖程度可以达到90%以上．