基于可信度的无线传感器网络安全路由算法

为了应对无线传感器网络节点缺乏固定基础设施、节点恶意行为难以检测等引发的安全隐患,提出了节点可信度概念,与群体智能优化算法结合,在路由中引入节点可信度,作为信息素的一个分配策略,类似MPLS的一个可信安全标签,建立可信安全路由,把恶意节点排除出网络,提供安全可信的无线传感器网络环境.仿真实验表明,对目前尚无有效抵御办法的Wormholes攻击,效果显著.     

基于多层抽样反馈的传感器网络时间同步算法

针对目前传感器网络时间同步算法存在的问题,提出了一种全网时间同步算法FTS(full-scale time synchronization),其基本思想是从整体角度对传感器网络实施逐轮次的推送式的时间同步操作,并通过少量抽样节点的反馈数据计算时间同步操作的有关参数.在常见的TelosB节点上给出了FTS算法的实现.实验和分析表明,FTS算法是一类收敛快速、资源高效、同步精度较高和运算复杂度较低的时间同步方法,目前已经在无线传感器网络测试平台上得到了应用.     

基于分环多跳的无线传感网分簇路由算法

为了提高无线传感网在大区域情形下的能量效率,提出了一种分环多跳分簇路由算法RBMC(ring based multi-hop clustering routing algorithm).RBMC算法采用分环的方式实现簇头间的多跳通信,通过在不同环内构建大小不同的簇解决传感器网络中存在的"热点"问题,在不同的簇头选举策略下,能够同时满足节点能量同构及异构两种情形.仿真结果表明,在大区域环境下,分环多跳分簇路由算法能在很大程度上均衡节点能量消耗,延长网络的生命周期.     

基于PSO的无线多媒体传感器网络覆盖增强算法

在无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Networks,WMSNs)中,由于节点部署的不合理,往往存在较多的监控盲区,影响了网络的服务质量。为了提高网络的覆盖率,在有向感知模型基础的基础上,提出了一种基于粒子群算法的WMSNs覆盖增强算法PSOCE。PSOCE算法以网络覆盖率为优化目标,以粒子群算法为计算工具,同时对节点的位置与主感知方向进行调整。仿真试验表明,PSOCE算法能够有效地改进WMSNs的覆盖质量,网络的覆盖率能提高6%～12%。     

基于全局贪心的有向传感器网络覆盖算法

针对分布式贪心算法（DGreedy）以传感器节点的剩余能量为优先级,节点处理顺序没有考虑相邻节点间的关系对网络覆盖率的影响,从而影响覆盖率的不足,在此提出了一种新的有向传感器网络覆盖算法。基于全局贪心的原则,以节点一重覆盖区域面积的大小为优先级,优先确定一重覆盖区域面积最大的传感器节点方向,从而保证传感器网络的一重覆盖区域面积更大,重叠覆盖区域较少。对比实验结果表明,该算法能有效提高覆盖率。     

A Tabu search based routing algorithm for wireless sensor networks

In this paper, a Tabu search based routing algorithm is proposed to efficiently determine an optimal path from a source to a destination in wireless sensor networks (WSNs). There have been several methods proposed for routing algorithms in wireless sensor networks. In this paper, the Tabu search method is exploited for routing in WSNs from a new point of view. In this algorithm (TSRA), a new move and neighborhood search method is designed to integrate energy consumption and hop counts into routing choice. The proposed algorithm is compared with some of the ant colony optimization based routing algorithms, such as traditional ant colony algorithm, ant colony optimization-based location-aware routing for wireless sensor networks, and energy and path aware ant colony algorithm for routing of wireless sensor networks, in term of routing cost, energy consumption and network lifetime. Simulation results, for various random generated networks, demonstrate that the TSRA, obtains more balanced transmission among the node, reduces the energy consumption and cost of the routing, and extends the network lifetime.     

基于移动模型的水下传感器网络时间同步算法

水下传感器网络具有高时延、移动性的特点。现有时间同步算法在网络移动性方面考虑不足,时间同步参数计算精度不高。针对该问题,首先分析网络移动性对时间同步参数计算的影响,建立节点移动模型,并在此基础上推导出时间同步参数计算方程;进而提出一种能够应用于水下高时延网络的时间同步算法MM-sync。实验结果表明,与现有算法相比,MM-sync能够在通信量较小的基础上达到较高的精确度,适用于高密度快速运动的水下传感器网络。     

Localization algorithm based on minimum condition number for wireless sensor networks

During range-based self-localization of Wireless Sensor Network (WSN) nodes, the number and placement methods of beacon nodes have a great influence on the accuracy of localization. This paper proves a theorem which describes the relationship between the placement of beacon nodes and whether the node can be located in 3D indoor environment. In fact, as the highest locating accuracy can be acquired when the beacon nodes form one or more equilateral triangles in 2D plane, we generalizes this conclusion to 3D space, and proposes a beacon nodes selection algorithm based on the minimum condition number to get the higher locating accuracy, which can minimize the influence of distance measurement error. Simulation results show that the algorithm is effective and feasible.     

基于有界增长图的无线传感器网络虚拟骨干形成算法

提出了基于有界增长图的虚拟骨干近似形成算法(VBF).算法采用网络划分机制构建极大独立集,使用染色过程形成簇图;以2分离集合子集递归计算(1 ε)近似局部最小支配集,合并局部最优解构造全局最优解:然后调整簇头传输范围直接以全局最优解形成最小近似连通支配集,无须加入网关节点,降低计算开销.构造的连通支配集具有常量扩展因子和常量度,并且算法运行时节点仅需直接邻域信息.理论分析和仿真比较证明了算法的正确性和有效性.     

基于支持向量回归的无线传感器网络定位算法

针对一些增量定位中误差容易累积和集中式算法通信开销较大问题,提出了一种基于支持向量回归的半集中式定位算法,中心节点收集锚节点位置和网络连通信息作为训练样本,使用支持向量回归技术得到连通信息到节点位置的映射函数,分发到普通节点后即可使用此函数完成自身定位.为增加训练样本,对邻居锚节点达到3个的普通节点,使用基于RSSI测距的最小二乘法进行定位,升级为锚节点.分析和仿真表明,算法减少了通信开销,减轻了测距误差影响,并获取了较高的定位精度.     

基于半固定分区的无线传感器网络分簇算法

经典分簇路由算法在每轮的数据采集过程中均需要重新选举簇头和簇的划分,使得网络的拓扑结构极不稳定以及增加了不必要的网络开销,因此提出了一种基于半固定分区的无线传感器网络分簇算法.该算法在首轮,对传感器网路进行簇头的随机选举和簇的划分且其它轮不再重新分簇,然后在各个簇内依据节点的剩余能量和到汇聚节点的距离进行簇头的选举.实验结果表明,与传统分簇协议中的全网广播簇头选举机制相比,该算法不仅拥有稳定的簇结构,而且网络工作稳定期延长了约69.62%,有效地提高了无线传感器网络的可靠性.     

Coverage control algorithm for wireless sensor networks based on non-cooperative game

For the redundancy coverage of nodes leads to the phenomenon of low energy efficiency,Non-cooperative game theory was used to solve it.A revenue function was proposed,which considering the coverage of nodes and the residual energy.The lifetime of the node and network path gain were applied to revenue function.The network topology was built by nodes with the appropriate work strategy.Control algorithm coverage in wireless sensor network was proposed based on Non-cooperative game theory.A Nash equilibrium between the coverage rate and the residual energy was proved,and the return function converged to the Pareto optimal.Experiments show that the algorithm can provide reasonable coverage of network nodes and ensure energy efficiency.     

Novel cluster partitioning models for visible light communication networks

Photonic Network Communications - In this paper, we consider the problem of clustering nodes in a wireless visible light communication (VLC) network while simultaneously forming a spanning tree...     

基于RSSI无线传感器网络空间定位算法

RSSI测距技术在实际应用环境中,由于多径、绕射、障碍物等因素,无线电传播路径损耗使得定位过程中产生距离误差.通过对三维空间定位过程中产生距离误差区域进行分析,提出了基于RSSI新的空间定位算法ERSS,该定位算法计算简单,定位过程中节点间不增加通信开销,无需硬件扩展.仿真实验表明该算法较普通的基于RSSI的测距方法定位精度和响应时间有了明显的改进,适合在通信开销小、硬件要求低的传感器网络节点上应用.     

基于双BP神经网络的室内可见光定位算法

为提高室内可见光定位的精度,提出了一种基于双反向传播(BP)神经网络的单发光二极管(LED)灯室内定位算法.首先在定位区域内使用BP神经网络确定待测目标粗略的位置范围,然后以该位置范围为限制条件,再次使用BP神经网络实现更精确的定位.室内定位系统采用单个LED灯作为发射器,3个水平光电探测器作为接收器接收光功率,避免了...     

新的无线传感器网络分簇算法

针对无线传感器网络节点能量受限的特点,提出了一种响应式分布分簇算法(RDCA,responsive distributedclustering algorithm).该算法不需预先得知节点自身及其他节点的位置信息,而仅根据局部拓扑信息快速进行分布式的簇头选举,并根据代价函数进行簇的划分,适用于周期性获取信息的无线传感器网络.分析与仿真表明,该算法具有良好的负载平衡性能和较小的协议开销,与LEACH协议相比,能够减少能量消耗,网络生存期大约延长了40%.     

Robust tracking algorithm for wireless sensor networks based on improved particle filter

Benefitting from its ability to estimate the target state's posterior probability density function (PDF) in complex nonlinear and non‐Gaussian circumstance, particle filter (PF) is widely used to solve the target tracking problem in wireless sensor networks. However, the traditional PF algorithm based on sequential importance sampling with re‐sampling will degenerate if the latest observation appear in the tail of the prior PDF or if the observation likelihood is too peaked in comparison with the prior. In this paper, we propose an improved particle filter which makes full use of the latest observation in constructing the proposal distribution. The quality prediction function is proposed to measure the quality of the particles, and only the high quality particles are selected and used to generate the coarse proposal distribution. Then, a centroid shift vector is calculated based on the coarse proposal distribution, which leads the particles move towards the optimal proposal distribution. Simulation results demonstrate the robustness of the proposed algorithm under the challenging background conditions. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

低能耗和低时延的无线传感器网络数据融合算法

针对无线传感器网络的节点能量有限,且在进行信息传输时存在数据冲突、传输延时等问题,提出并设计了基于最大生存周期的无线传感器网络数据融合算法。该算法将整个网络中的节点分成多个簇,并根据节点的传输范围,将每个簇中的节点均匀分布,每个节点根据自己的本地信息和剩余能量选择通信方式向簇头节点传输数据,从而形成传输数据的最短路径;并根据集中式TDMA(时分多址)调度模型,运用基于微粒群的Pareto优化方法,使得网络在完成规定的信息传输时每个节点耗费的平均时隙和平均能耗最优。仿真结果表明,上述算法不但可以最大化网络的生存时间,还可以有效的降低数据融合时间,减少网络延时。     

基于矢量的无线传感器网络节点定位综合算法

基于DV-hop设计了一种节点的定位综合算法,并将其应用于移动节点.利用节点间估计距离和测量距离的差异构建位置校正矢量;通过改进的粒子群优化方法得到节点的校正步长;节点将其与位置校正矢量的乘积作为自身位置的校正值.通过仿真进行算法验证并分析了复杂度和有效性,结果证明该算法可以将DV-hop的定位误差下降75%,并且适用于稀疏网络.     

适用于无线传感器网络的广播认证算法

为了在无线传感器网络中对广播信息进行有效地认证,使用广播者与各预定接收者的共享密钥计算的广播消息鉴别码,基于Nyberg快速单向累加器的单向性、半交换性和吸收性,构造了一种适用于无线传感器网络的广播认证算法,并从安全性、抗俘获能力和开销等方面对算法进行了详细的分析,分析表明该算法能够在小范围内实现对随机广播信息的即时认证,可满足无线传感器网络对广播认证的基本要求.