异构有向传感器网络两阶段动态覆盖算法

针对异构有向传感器网络部署过程中覆盖冗余和能耗过高的问题,基于混合移动策略提出一种两阶段动态覆盖算法。采用逐步求精的方式调整节点的感知方向,以减少覆盖冗余,在此基础上检测覆盖空洞,利用改进的差分算法将冗余节点移动至优化位置,从而修复覆盖空洞。实验结果表明,该算法能有效提高网络覆盖率,降低能量消耗。     

基于虚拟引力约束的光纤传感器网络节点空洞智能修复算法研究

针对传统光纤传感器网络节点空洞修复算法存在感知半径较低、距离阈值较短等问题,提出了基于虚拟引力约束的光纤传感器网络节点空洞修复算法.引入IVFA-B(Intensity-based Virtual Force AlgorithmWith Boundary Forces,IVFA-B)算法中的虚拟引力模型,分析异构网格中实现最大覆盖时两种异构节点感知半径的关系以及节点之间的最佳距离.将最佳距离和虚拟引力算法中的最佳距离阈值相结合,提供对异构网络的适应度,同时将节点移动概率引入节点移动距离公式中,实现光纤传感器网络节点空洞修复.仿真结果表明,所提出算法可以有效解决现有算法中存在的问题,在保证较为理想的覆盖效果基础上,延长感知半径和增大距离阈值.以此验证了所提算法具有较优应用性能.     

无线传感器网络覆盖空洞修复策略

无线传感器网络中节点因能量耗尽或环境破坏而失效导致覆盖空洞现象。提出了一种最佳匹配节点策略(BFNP)修复覆盖空洞。最佳匹配节点策略主要思想是当基站发现网络中节点失败时,首先检测覆盖空洞,然后通过选取距离由空洞边界围所成多边形的最小覆盖圆圆心最近的非活跃节点来替换失败节点,并激活该节点修复覆盖空洞。仿真结果表明最佳匹配节点策略能保证较好的网络覆盖质量,充分利用了网络中的能量资源,延长了网络的生存时间,且性能优于覆盖空洞修补算法(CHPA)。     

基于最佳候选节点的WSN空洞修补研究

针对无线传感器网络中因节点分布不均或死亡而导致的覆盖空洞现象,对PATT算法进行改进,提出一种基于最佳候选节点的空洞修补算法。将目标区域内休眠的冗余节点作为候选节点,确定待修补空洞的位置,当移动冗余节点到空洞之间的距离在可控范围时,则激活该冗余节点作为最佳候选节点修补空洞。如超过可控范围,则追加二代移动节点进行修补。实验结果表明,该算法不受覆盖空洞形状的限制,可保证网络覆盖率大于90%,同时减少了额外追加二代移动节点的个数,使网络性能得到改善。     

异构WSNs中节点稳定匹配的覆盖空洞修复优化算法

针对异构无线传感器网络中初始节点随机部署或节点失效产生覆盖盲区的问题,提出一种节点稳定匹配的覆盖空洞修复优化算法(ROA-NSM)。首先,对静态节点进行Voronoi多边形划分确定节点覆盖盲区,通过Delaunay三角形计算虚拟修复节点位置;其次,基于距离和能量阈值函数计算节点优先级,建立虚拟修复节点与移动节点的稳定匹配关系;最后,通过移动节点位置的移动,实现覆盖空洞修复的优化。仿真实验表明,优化算法使每个虚拟修复节点有最优的移动节点匹配,通过与已有相关覆盖空洞修复算法比较,ROA-NSM优化算法收敛速度加快,匹配次数和节点移动距离减少,覆盖率提高。     

一种鲁棒的无线传感器网络覆盖空洞修补方法

在静态节点和少量移动节点构成的无线传感器混合网络中,针对部分静态节点失效会导致形成若干覆盖空洞的问题,提出了一种鲁棒的空洞修复算法。受鱼群运动模式的启发,该算法以网络覆盖率为目标函数,将移动节点的位置迁移过程抽象为人工鱼的生物行为,在传统鱼群觅食、追尾、聚群运动模式的基础上又定义鱼跃、优胜劣汰重生两个新的运动行为以提高寻优的收敛性;在人工鱼状态更新的过程中,采用自适应的视野和步长;最后以实际随机部署的移动节点距离目标点最近为原则,通过鱼群寻优完成空洞目标位置的修补。模拟实验结果表明,该算法无需修补前的地理位置信息和空洞探测,鲁棒性强,能够在使用较少移动节点的情况下快速完成空洞修复,显著地提高了网络覆盖率。     

基于改进遗传算法的覆盖空洞修复优化

针对无线传感器网络虚拟修复节点位置的不确定性使网络拓扑结构随之变化,导致网络失去连通性的问题,提出一种基于改进遗传算法的覆盖空洞修复优化方法。首先,根据空洞类型采取不同的覆盖策略,确定虚拟修复节点的位置。其次,通过改进遗传算法对待修补节点序列进行编码与适应度函数的构造,对遗传算子进行改进,避免陷入局部最优,求出传输路径的最优解,提升全局寻优能力。最后,根据改进遗传算法找到某空洞内待修补节点之间的一条最短连通路径,该空洞区域内的感测数据在某一时间周期内沿该路径进行传输通信,仿真结果表明,将改进遗传算法应用到覆盖空洞修复中是可行的,网络覆盖率明显提高,具有更好的收敛性,通过算法多次迭代能够找到空洞内各修补节点间的一条最短路径,实现网络连通,节约节点能量,延长了网络生命周期。     

一种无线传感器网络感知覆盖空洞搜寻与修复方法

无线传感器网络部署在目标区域中用于感知和监测相关信息,由于网络能耗不均衡、环境干扰等影响,容易使某些节点提早失效,从而在网络中形成覆盖空洞,空洞的存在会严重影响无线传感器网络原本的功能和性能。因此提出一种无线传感器网络覆盖空洞的搜寻与修复方法以解决上述问题。首先利用相交节点的弦来构建和搜寻覆盖空洞,并将空洞修复问题转换为无向图求解最大团问题,从而实现以最少移动节点和最低重叠覆盖完成对空洞的修复,实验结果表明提出的方法能够高效地搜寻到覆盖空洞并完成修复,且算法的时间复杂度和能量效率都高于其他方法。     

面向异构网络的基于 k-覆盖的休眠调度算法

异构无线传感网络WSNs(Wireless Sensor Networks)的多数监测应用要求兴趣区域FoI(Field of Interest)是k覆盖(k-cover),且k≥1.而冗余节点被安排为休眠,进而最小化能量消耗.为此,提出面向异构网络的基于k-覆盖的冗余节点休眠算法k-CRSS(k-cover based sleep Scheduling algorithm for redundant node).k-CRSS算法引用概率方法判断节点是否为冗余节点,并推导判断一个节点是否为冗余节点的概率表述式.然后,引用调度算法识别所有冗余节点,并让它们进行休眠,且在FoI内不出现覆盖空洞.k-CRSS算法属分布式算法,并无需任何地理信息,仅通过少量控制消息收集邻居节点信息.实验数据表明,k-CRSS算法通过调度算法减少了活动节点数,进而延长了网络寿命.     

非并行二分法的覆盖空洞修复算法

针对无线传感器网络覆盖空洞影响网络服务质量问题，提出非并行二分法的分布式覆盖空洞修复算法CHRND，算法采用非并行方式选择具有劣弧的空洞边界节点作为覆盖空洞修复的驱动节点，采用基于弧二分法确定移动节点最佳目标位置。仿真实验结果表明，移动节点引入使得空洞不被分割基础上，CHRND算法能以较少数量移动节点实现覆盖空洞的完全修复。