基于概率阈值通信感知的WSNs目标跟踪算法

针对移动Sink节点目标跟踪定位时间长,能耗大等问题,提出基于概率阈值通信感知的WSNs目标跟踪算法。采用离散数据传输方式,并定义目标信息传输概率阈值来确定是否将节点当前位置信息由传感器节点传输到Sink节点。若当前位置信息不传输到Sink节点中,则使用最近一次通报的目标位置信息进行目标定位。然后开启目标周围相关传感器节点来有效降低算法数据传输量,并保持足够的定位精度。仿真结果显示：该方法比预测跟踪算法降低数据传输量87%左右,比动态目标跟踪算法降低跟踪时间33.7%左右。     

基于UKF区域交叉定位的WSNs Sink节点动态跟踪算法

为了提高无线传感器网络（ WSNs）使用寿命,对WSNs的目标跟踪方式进行研究,提出基于无迹Kalman滤波（ UKF）的WSNs Sink节点动态跟踪算法,以实现高效节能的资源管理和利用方式。首先利用UKF算法对目标节点的下一位置进行预测,然后通过四圆区域定位交叉定位算法对Sink节点的位置区域进行局部准确定位。实验结果表明：这种动态的Sink节点预测定位算法能够有效缩短数据发射传感器和Sink点之间的距离,减少跳数,从而实现负载均衡降低能耗的效果。     

无线传感器网络基于移动信标动态选择的定位算法

无线传感器网络节点定位是许多应用的基础.DV-Hop 是一种无需测距的定位算法,但其定位精度依赖于网络的联通状况,对于不规则拓扑的网络定位误差较大.针对这种情况,提出一种新的基于移动信标动态选择的改进 DV-Hop 定位算法,利用一个移动信标在网络中漫游并广播定位分组信息,并在每个虚拟信标中计算当前位置的平均跳距离.未...     

基于移动Sink的自组织视频传感网络目标跟踪算法

基于自组织视频传感网络的目标跟踪方法利用节点的分布式观测能力,实现目标的精确跟踪。在研究视频节点观测投射模型和通信模型的基础上,提出一种基于移动Sink的自组织视频传感网络目标跟踪算法MSTTA。该算法包括感知信息聚合和目标位置评估两个部分,利用节点分类机制周期性地更新网络拓扑以适应Sink位置的变化,根据目标运动状态预测目标位置的评估节点小组。仿真实验表明,MSTTA算法能够适应Sink移动带来的网络拓扑变化,具有较高的目标跟踪精度。     

一种无线传感网的Sink节点移动路径规划算法研究

为寻找传感节点均匀分布时Sink节点的最优移动路径和最大网络生存时间,提出一种无线传感网的Sink节点移动路径规划算法(MPOA).在MPOA算法中,将Sink节点的数据收集范围分解成多个圆环,将监测区域分解成多个网格.根据Sink节点的停留位置和多跳通信方式,采用数学公式表示每一个网格的单位节点能耗,从而获得Sink节点移动的网络生存时间优化模型.采用修正的混合粒子群算法求解该优化模型,获得网络生存时间、Sink节点的停留位置和移动路径的最优方案.仿真结果表明:MPOA算法可寻找到Sink节点的最优移动路径,从而平衡网络能耗,提高网络生存时间.在一定的条件下,MPOA算法比Circle,Rect和Rand算法更优.     

Sink节点移动的无线传感网生存时间优化算法

为提高网络最大生存时间,提出Sink节点移动的无线传感网生存时间优化算法(LOAMSN)。该算法分析Sink节点移动时的流量平衡约束、最大传输速率约束、节点能耗约束等约束条件,将生存时间优化问题转化成优化模型。提出Sink节点的移动方法,即Sink节点利用节点的度值构建其移动路径,按照此路径循环移动收集数据。将Sink节点的移动认为是离散运动,Sink节点移动的生存时间优化模型分解成若干个Sink节点静止的生存时间优化模型,采用牛顿法求解每个Sink节点静止的优化模型,获得网络最大生存时间和节点发送数据量的最优值。仿真结果表明:LOAMSN算法能减少Sink节点停留位置上的节点能耗,平衡网络负载和节点能耗,提高网络最大生存时间。在一定条件下,LOAMSN算法比Sink节点静止时更优。     

基于移动信标节点的无线传感器网络定位算法研究

研究了无线传感器网络中的节点定位算法问题,提出了一种新的基于移动信标节点的定位算法。该算法利用一个移动信标节点遍历整个网络,并周期性地广播包含其当前位置信息的分组,当未知节点接收到三个(或以上)与它的距离为通信半径的位置信息分组后,利用三边法计算自身位置。进而,考虑通信半径存在摄动的情况,利用极大似然法替代三边法提高算法的抗干扰能力。最后,通过仿真研究了该算法的特性,并与DV-Hop定位法进行了比较,仿真结果表明该定位方法在定位误差、通信量和网络结构适应性等方面均表现出良好的性能和优越性。     

WSN中定向谣传路由DRR模型的改进与仿真

针对定向谣传路由DRR算法的不足,提出了改进的算法模型IDRR,主要体现在以下两点：（1）在DRR算法的事件agent和查询agent发送方向上引入了虚拟Sink节点和虚拟Source节点。（2）获得Sink节点地理位置信息以后,利用Sink节点的地理位置信息和节点的剩余能量来确定一条优化的数据传输路径。仿真结果表明：改进后的IDRR算法提高了事件agent和查询agent的相交概率,均衡了网络节点的能量消耗和延长了网络的生命周期。     

基于质心理论的多Sink节点重选址算法

针对无线传感器网络WSNs(Wireless Sensor Networks)中Sink节点静止不动附近邻居节点易出现"能量空洞"、缩短网络生命周期等问题,提出一种基于质心的多Sink节点重选址算法.将网络中某段时间内向Sink节点发送过数据包的全部一跳邻居节点视为质点系,所发送的数据量作为质点质量,使Sink节点向着传感器节点密度大的方向移动,实现多个Sink节点相互协作,逐步逼近到该质点系的质心位置.将质心重选址算法与多Sink节点位置固定的重选址算法和COST函数多Sink节点重选址算法进行仿真对比,结果表明质心重选址算法可以有效的均衡网络负载,降低网络能耗,延长网络生命周期,提高网络性能.     

基于移动Sink的无线传感器网络任播路由协议

传统基于移动Sink的无线传感器网络(WSN)路由协议,在Sink移动过程中需时时散播位置信息,能耗开销巨大。针对该问题提出一种基于预测路由机制的移动Sink WSN任播路由协议(ARPMS)。在ARPMS中,Sink只在移动速度或方向发生改变时才需散播其移动信息,而传感器节点可以计算(预测)Sink的当前和将来位置并选择能耗效率最高的Sink作为任播目标。Sink由于无需时时散播其位置信息,因此节省大量能耗开销。仿真实验数据表明,相比于ALURP协议,ARPMS在能耗效率上性能更佳(223%～462%)。     

基于能量感知的无线传感器网络层次型路由协议

为了有效平衡负载,满足大规模网络的需要,提出了一种基于能量感知的无线传感器网络层次型路由协议。该协议基于能量消耗模型,根据节点与基站的距离将网络中的节点划分为不同的层次。每层次内的节点轮流当选负责收集该层内所有节点数据的汇聚节点。汇聚节点的数据逐层转发和聚合,最后传送到剩余能量较大的一个汇聚节点——超节点,由其将数据发送到基站。汇聚节点变迁、超节点变迁机制用于均衡节点能量消耗,延长网络生命周期。NS2仿真结果表明,该协议可以有效节省能量,延长网络生存时间。     

一种WSN网关节点的设计与实现

无线传感器网络WSN是由分布在给定区域内大量无线传感器节点构成的一种新型信息获取系统,而无线传感器硬件节点的设计与实现是其应用的关键和基础工作.针对将无线传感器网络应用在青藏铁路沿线多年冻土区典型段进行地温、变形监测方面的特殊要求,设计了一种无线传感器网络系统,该网络由大量普通传感器节点、若干网关节点及一台计算机构成.无线传感器节点布撒在需要监测的区域内.将所探测到的有用信息通过初步的数据处理和信息融合之后,通过相邻节点接力的方式传送给网关节点.网关节点通过无线方式接收各传感器节点的数据并以有线的方式将数据传送给最终用户计算机.本文详细介绍了一种基于CC2431的网关节点以及基于C8051F320的USB接口的软硬件设计与实现.     

基于节点抛撒轨迹的点覆盖轮换调度算法

分析传感器节点的随机部署方式,提出一种基于节点抛撒轨迹的点覆盖轮换调度算法（NCRS）。根据预置的监测目标点位置和节点抛撒轨迹,节点协商各自的工作角色（监测或中继）。各监测节点建立由未被使用的中继节点构成的路由,实现对监测目标点的多重覆盖。仿真计算结果表明,NCRS能有效提高监测目标点的覆盖度,增加工作传感器的总比例,延长传感器网络的寿命。     

改进的LEACH协议在井下通信系统中的应用

无线传感器网络由能量受限的节点组成,通过部署这些节点以便收集特定监测区域内的有用信息.基于层次的LEACH协议通过将节点分簇以实现数据融合.随机选择的簇头节点接收到本簇成员的数据后进行融合处理,将结果传输到汇聚节点.避免每个节点都与远距离的汇聚节点直接通信,从而节约能耗.将无线传感器网络应用于井下通信系统,能够提高通信的安全性.LEACH的分簇结构与矿井内分坑道工作的情况相类似,把每个坑道作为一个簇,将多数传感器节点安置在坑道内的固定位置,少量节点随矿工位置移动,再将这些节点采集的数据传输至簇头节点.本文主要针对井下通信系统的特点对现有的LEACH协议进行改进,优化了簇头节点的选举方法,并允许部分节点采用多跳方式与汇聚节点通信,使其更符合矿井结构的要求,从而节约了能耗,并且有效地延长了网络的生存时间.     

一种鲁棒性强的无线传感器网络位置隐私保护方案

传统无线传感器网络（WSNs）位置隐私保护方案难以解决安全性与网络能耗之间的均衡,为了提高网络隐私信息的安全性,提出一种鲁棒性强的无线传感器网络位置隐私保护方案.首先通过增加伪源节点和伪汇聚节点防止攻击者获得关键节点的位置信息;然后采用伪汇聚节点分组、概率丢弃冗余数据包降低网络资源消耗;最后在Matlab 2012平台下进行仿真对比实验.结果表明：该方案可以提高网络攻击事件检测率,降低网络时延,有效地保护源节点和汇聚节点的位置隐私.     

基于QPSO算法的无线传感器定位研究

网络节点采集的数据、对目标的追踪、网络拓扑管理等都需要确定的位置信息才有意义,因此节点自定位技术是大多数应用的基础和前提。RSSI测距技术广泛应用于WSN节点定位中,但其测距误差较大,直接导致节点自身定位精度不高。针对此类情况,文中通过对无线电传播路径损耗模型以及大量实测数据的分析,提出了一种基于误差校正的定位优化算法。利用量子粒子群优化算法将存在偏差LQI值进行优化,从而对误差进行补偿。实验结果表明,量子机制的引入解决了局部优化的问题,同时使原有算法的优化性能得到一定程度的提高,具有普遍应用意义。     

无线传感器网络数据融合协议比较

传感器网络由电池能量受限的节点组成,必须采用一种能量有效的方法收集节点感知的信息,如果每个节点都采用单跳方式将其感知的数据直接传输给汇聚节点,则与汇聚节点距离较远的节点能量将很快被耗尽。应用于无线传感器网络的LEACH协议提出了通过分簇实现数据融合的方法,簇头在接收到本簇成员的数据后进行融合处理,最终,将融合结果传输到汇聚节点。另一种应用数据融合的PEGASIS协议,是一种接近理想的基于链状的协议,它在LEACH协议的基础上做出了改进。在PEGASIS中,每个节点只与一个位置最近的邻居进行通信,并且,轮流传输数据到汇聚节点,然后,降低每一轮中的能量消耗。模拟结果表明:采用PEGASIS协议有效地延长了网络的生存时间。     

基于重叠分片法的网络顽健性动态增强仿真

针对网络顽健性动态增强过程网络区域划分不均,导致增强效率低和能耗高的问题,提出基于重叠分片法的网络顽健性动态增强方法。计算最优簇首数量,确定非测距定位技术和测距定位技术对节点的位置,利用节点位置划分网络区域。将事件信息传送到汇聚节点过程中存在的偏差,与自适应最小均方误差滤波算法和时空相关理论相结合,建立节点数据优化模型和通信频率优化模型,确定传递事件信息的最佳通信频率和最少激活节点总数,实现网络顽健性的动态增强。仿真结果表明,所提方法的增强效率高、能耗低且能有效反应网络不稳定节点输出的动态信号。     

响应式簇结构的无线传感器网络路由算法

在无线传感器网络路由协议中利用分簇技术可以提高网络的存活时间。提出了一种基于响应式的簇结构路由算法（RCSA）。该算法的思想是应用节点间局部信息快速选举簇头,簇头之间以多跳的通信方式传输数据到汇聚节点,且不需要预先得知节点自身及其他节点的位置信息,大大节约了节点的能量消耗。仿真结果表明该路由算法有效地平衡了节点间的能量消耗,延长了网络的生存周期。