能量捕获无线传感器网络中速率自适应路由算法

能量捕获无线传感器网络是无源感知技术中非常重要的一类,它能够有效解决节点能量受限的问题,保持网络运行的持续性.现有的路由方法并未充分利用节点的能量捕获特性,也没有考虑到链路的成功收包率和节点的传输速率.为进一步提高网络的性能,提出了一种结合链路成功收包率的速率自适应路由算法.通过对节点的剩余能量和链路的成功收包率进行建模,给出了一个节点可作为路由中继节点所需要满足的两个条件;基于优化方程,为传输路径上的每一跳节点自适应配置时延最小化的传输速率;提出路由发现步骤来找出端到端传输时延最小的传输路径.实验结果表明,相比于固定传输速率的路由算法,所提算法所得到的传输路径具有较低的端到端传输时延和较高的吞吐率.     

基于无线传感器网络的战场目标跟踪

基于无线传感器网络,对目标定位跟踪应用进行了研究。在对目标定位跟踪时,如何既保证跟踪精度又能有效降低能量消耗,针对这个问题,提出了一种简便的加权坐标质心定位方法,通过对目标的定位,给出了一种基于测量信息的跟踪方法,方法实现简单。性能分析表明:提出的定位跟踪方法能有效地降低能量消耗,延长节点和网络寿命,基本可以满足战场目标跟踪需求。     

二进制无线传感器网络目标定位跟踪算法

二进制无线传感器网络是一种新的和具有巨大潜在应用前景的目标定位跟踪平台,它具有通信负荷少,生存能力强等特点。提出一种基于网络时间的迭代算法,在目标通过一定数量的节点后,给出较为精确的目标运动参数,并在算法迭代的过程中,不断优化算法结果。最后,运用多Agent仿真思想,借助于RePAST仿真平台对算法进行了仿真验证。     

无线传感器网络运动目标定位跟踪研究

针对无线传感器对运动目标的定位跟踪,考虑无线传感器网络定位中涉及的非线性性和能量约束问题,论文将UKF引入用于无线传感器网络的运动目标定位,将UKF和RSSI测量结合建立了一种面向匀速运动和变速运动的目标定位跟踪方法。仿真结果表明：与EKF相比,无论匀速运动和变速（匀加速）运动的目标,UKF都具有较高的滤波精度,可以满足无线传感器网络定位的需求。     

能量捕获无线传感网的信道质量和能量感知高传递率多播方案

能量捕获无线传感器网络(EH-WSNs)由于可以无限期持续工作而具有非常广泛的应用前景。目前已有的EH-WSNs单跳多播方案存在以下问题:没考虑到链路质量会动态变化、节点储能易发生溢出而浪费能量等。提出了一种高传递率、高能效的EH-WSNs单跳多播方案。该方案采用纠删码,综合考虑节点当前储能、能量捕获速率以及当前信道质量等3方面因素,分析出当前待接收数据块的正确接收数据包数目期望值,只有当该期望值大于等于一定值时或者如果不接收该数据块则将发生储能溢出时才接收该数据块,有效地降低了信道质量差造成数据块接收失败和节点储能溢出的发生频率,高效利用极其有限的捕获能量。仿真结果表明,相比已有方案,本方案能显著提高EH-WSNs单跳多播的数据包成功传递率。     

无线传感器网络中的线性移动目标运动参数捕获方法

移动目标跟踪即移动目标的运动路径与参数获取在无线传感器网络应用中具有重要的研究价值.采用移动目标节点与信标节点间的TOA测量方法,提出了无线传感器网络中移动目标运动参数的捕获方法.通过建立移动目标运动参数的估计模型,本文首先推导了线性移动目标初始位置及移动速度估计的非约束线性最小二乘(ULLS)和约束线性最小二乘(CLLS)方法.将估计模型松弛为凸优化的半正定规划(SDP)问题,又设计了运动参数捕获的SDP算法.仿真分析结果表明,在3种所设计算法中ULLS算法的估计误差最大,SDP算法其次,CLLS算法的估计误差最小.随着采样周期的增加,初始位置的估计误差亦稍有增大,但速度估计误差却在减少.更多的采样点数量有利于增加测量信息量,可以有效减少位置及速度估计误差.     

无线传感器网络目标跟踪算法的研究

研究传感器网络目标跟踪精度问题,跟踪目标的运动轨迹具有时变性,是一种非线性、非高斯问题,传统跟踪算法解决非线性问题时具有局限性,导致目标跟踪精度不高。为提高目标跟踪精度,将不受非线性、非高斯问题限制的粒子滤波算法引入到无线传感器网络目标跟踪应用中,并对基本粒子滤波算法的缺陷进行改进。仿真结果表明,改进粒子滤波算法提高了粒子利用效率,不仅提高了目标跟踪的精度,跟踪性能更好,并适合于目标跟踪的精度和实时性要求,为设计网络系统提供了参考。     

能量捕获无线传感器网络中高可靠数据收集策略

能量捕获无线传感器网络(EH-WSN)具有从环境中捕获能量的能力,可以无限期持续工作,因此具有非常广泛的应用前景。目前已有的大多数EH-WSN路由方案往往侧重于如何提高能效性,而可靠性作为EH-WSN中的重要性能指标却很少被考虑到。文中利用能量捕获网络特性,对节点的链路成功收包率和节点重传次数期望进行推导,建模网络可靠性最大化问题,基于能量捕获速率、链路质量、节点间距离,提出了一种生成高可靠性数据收集树的方案。实验结果表明,相比于其他数据收集方案,该路由方案能显著提高网络可靠性。     

无线传感器网络目标跟踪性能优化及仿真

无线传感器网络中传感器节点相互协同完成感知任务,以传感器量测的信息效用和获取量测的能量消耗来折中地选择参与的节点,但用户对服务质量Qos( Quality of Service)的需求并没有在节点选择时得以体现。为此本文以目标跟踪为应用背景,提出了一种自适应动态协同自组织算法A-DCS,该算法同时完成检测与状态估计任务,首先根据用户设定的检测概率,确定候选节点集合,选择具有最大检测概率的节点为簇首;随之根据给定的状态估计精度,自适应确定参与感知任务的簇成员顺序和个数。统计不同检测概率和状态估计精度时相应的能量消耗,以此作为系统设计时参数设定的依据,从而最大可能地延长网络的生命周期。仿真表明：在跟踪精度和能量消耗两个指标下,该算法优于IDSQ和DCS。 A-DCS也适用于传感器网络系统中的其他估计问题。     

无线传感器网络被动红外目标跟踪技术研究

无线传感器网络的目标跟踪技术是目前研究的热点之一。被动红外传感器对活动的人具有较高的灵敏度,而目前被动红外多用于双元目标检测,并未实现目标定位,限制了被动红外的应用。本文提出了无线传感器网络的被动红外目标跟踪模型PITM。在该模型中,多个红外传感器节点通过协同可以确定目标的位置和运动速度。仿真实验表明,当节点密度为每1000m224个节点时,定位平均误差在0.5m左右,且节点密度越大,定位误差越小。     

一种射频能量捕获无线传感器网络的分层分步数据收集策略

在射频能量捕获无线传感器网络中,采用多跳的方式将数据发送给网络中的Sink节点能够减少节点间的通信距离,从而减少能量的消耗,但增加了转发节点的收发数据量。为了减少网络中转发节点的负载,延长网络的生命周期,提出了一种分层分步的数据收集方法(Layer-Step Data Collection,LSDC)。通过对网络中节点能量进行捕获和在能量消耗过程进行建模,得到节点的剩余能量。通过运用多次“跳”命令的方式通知网络中的传感器节点分步地将采集到的数据传递给Sink节点。在传递节点的选择上,以能量状况最佳的节点作为传递节点,最终达到高效地将网络中的数据全部收集到Sink节点进行处理的目的。理论分析与仿真实验结果表明,与采用逐层收集数据的方法(Layer-By-Layer Data Collection,LDC)相比,所提方案更节能,能量消耗更均衡,能够延长网络的生命周期。     

无线传感器网络中移动目标探测跟踪研究进展

传统的固定无线传感器网络在进行目标跟踪过程中面临着跟踪质量较低、网络能耗较高等问题.移动传感器网络提供了新的解决方法,即移动式目标跟踪.目前的研究大多将被跟踪目标的探测和定位混为一谈.故此,区分了以探测为主和以定位为主的两类方法,着重介绍以探测为主的移动式目标跟踪方法的研究现状.通过对比现有方法在跟踪质量和网络能耗等方面的优缺点,揭示了现有研究存在的问题,总结了移动式目标跟踪领域存在的研究热点和趋势.     

基手无线传感器网络的目标定位算法研究

无线传感器网络是一个多学科交叉的新兴前沿技术研究领域.它在环境检测、遥感、目标定位等领域具有广泛的应用.本文对目前几种主要的目标定位算法进行了分析,并对基于视听测量的定位算法提出了改进措施,为进一步的研究奠定基础.     

基于无线传感器网络目标定位算法研究

随着科学技术的不断发展,现代化社会已经进入了信息化时代,因此计算机的在各个领域中的广泛应用也已经得到了认可。而无线传感器网络是计算机和通信学科一个新的研究内容,而目标定位在无线传感器网络应用中的研究也很重要。本文主要探讨的是基于无线传感器网络目标定位的算法研究,进一步确定了无线传感器在实际应用中的作用。     

粒子滤波在无线传感器网络目标跟踪中的应用

将粒子滤波（PF）算法应用于无线传感器网络（WSNS）的目标跟踪,并给出了粒子滤波实现的具体步骤。动态组织传感器网络节点成簇,实现了对网络中做匀速直线运动的单个目标的跟踪。分别采用扩展卡尔曼滤波（EKF）、无迹卡尔曼滤波（UKF）和PF算法进行了仿真试验。结果表明,在无线传感器网络目标跟踪领域,PF算法比EKF算法、UKF算法的滤波精度更高,性能更好,并且在实际应用中,由于该算法能够有效解决非线性、非高斯环境中的目标跟踪问题,实现简单而增强了可用性。     

能量捕获无线传感网的吞吐量最大化路由

能量捕获无线传感器网络(EH-WSNs)具有从环境中捕获能量的能力,可以无限期持续工作,因此具有非常广泛的应用前景。目前已有的大多数EH-WSNs路由方案往往侧重于如何有效地节能,而吞吐量作为EH-WSNs重要的性能指标之一却几乎没有得到考虑。首先建模出EH-WSNs端到端吞吐量最大化路由问题,为 深入了解该问题 提供理论基础,然后提出了一种EH-WSNs端到端吞吐量最大化路由方案。相比最小跳数路由方案,本路由方案能显著提高数据流的端到端吞吐量。     

一种基于预测的无线传感器网络目标跟踪技术

现有的各种日标跟踪技术未能综合考虑不同目标的运动特征,提出了一种新的基于预测的日标跟踪技术,以减少监控节点数目.根据目标运动的当前测量数据或者历史记录确定目标的运动特征,然后结合日标的当前位置、速度、运动方向等信息预测目标的未来位置;当目标位置预测失败时,网络根据目标的运动历史记录和先验知识逐级启动预测失败恢复过程.仿真结果显示在给定节点与基站分布、节点感知范围和目标运动特性等参数的前提下,比PES方法的目标丢失率大大降低,网络寿命有较大增加,表明采用在确保网络可靠跟踪目标的前提下,减少了被唤醒传感器节点的数目,从而降低了节点的能耗,延长了目标跟踪传感器网络的寿命.     

无线传感器网络中的网络管理

无线传感器网络的网络管理是个崭新的研究领域,其面临的关键问题是建立通用的网络管理框架。无线传感器网络自身的特点决定了其管理系统将与传统的计算机网络管理系统有根本区别。但到目前为止,有关无线传感器网络通用管理框架的研究还较少。总结和分析了相关研究内容,并确定了无线传感器网络的网络管理需要实现的功能以及设计应遵循的原则。     

能量捕获无线传感器网络中低时延的可靠数据传递

在能量捕获无线传感器网络(EH-WSN)中,采用网络编码(NC)技术可有效提高数据传递的可靠性。已有的研究成果大多采用固定的数据速率(DR)和固定的最大重传次数(MNR),传输时延较高。为了降低传输时延,结合EH-WSN中节点的能量捕获特性和相邻节点之间的无线链路质量,提出一种优化数据速率和最大重传次数的低时延数据传递方案。通过对节点的能量捕获过程和能量消耗进行建模,给出了节点的剩余能量公式;对相邻节点之间的无线链路质量进行建模,推导出节点发送数据包的成功收包率和每个数据包的期望传输次数,进而推导出传输路径上每一跳的传输时延公式;基于优化方程,在节点满足链路收包率条件和剩余能量条件的前提下,对其数据速率和最大重传次数进行优化配置,使得每一跳的传输时延最小。实验结果表明,与采用固定数据速率和固定最大重传次数的数据传递方案相比,所提出的方案具有最小的端到端传输时延。     

无线传感器网络目标跟踪机制的研究与改进

文章对无线传感器网络(WSN)目标跟踪机制进行了研究,针对层次型的WSN,提出一种高效的跟踪机制,包括双层的预测机制,以及泛洪(flooding)扩散的恢复机制,并对这两种机制进行了详细的分析。仿真结果表明,该改进后的目标跟踪机制不仅耗费较少的能量,而且能够获得较高的跟踪精度。