一种移动无线视频传感器节点的覆盖算法

在现有的无线传感器网络覆盖算法的研究中,缺乏对移动节点路径规划的研究,而针对具有视频传感器节点的网络仍使用普通传感器圆形覆盖区域的测量方法来计算覆盖面积,并不完全符合实际情况.基于这两方面的原因,本文提出了一种适用于无线视频传感器节点的最大覆盖算法,并提出一种对于视频传感器节点覆盖面积的计量方法.该算法能够使节点在保证网络连通性的前提下,达到最大的有效监测范围.此外,本文建立了相应的仿真实验模型,对该算法的有效性和覆盖面积进行了实验与分析.结果表明,本算法的节点监测面积大约为使用随机运动算法的节点监测面积的1.5倍左右,并可以保证网络的连通性.     

复杂环境下一种多移动节点的WSN三维覆盖算法

依据现实环境中对于复杂的山丘、沟壑等空间立体目标进行监测的需要,提出一种多移动节点的无线传感器网络三维覆盖算法。通过在三维空间中选取目标监测点,采用基于误警率的节点感知模型感知目标监测点,计算目标监测点的三维联合探测概率进行覆盖空洞分析,找出移动节点最优移动路径,调整移动节点移动位置实现对目标监测点的全覆盖,解决三维环境中恶劣复杂情况下的监测问题。仿真结果表明,该算法可有效探测覆盖空洞,并能够利用移动节点对其进行修复,在满足目标监测节点全覆盖的同时使移动节点的移动距离最优,降低网络能耗。     

一种基于移动节点的无线传感器网络修复方法

传感器节点的随机部署不均匀或者由于负载不均导致有的节点能量提前耗尽,导致无线传感器网络出现覆盖空洞.针对已检测到的覆盖空洞,提出一种基于相切圆的修复算法,并从理论上证明该算法的可行性.算法的基本原理是以相邻2个边界传感器节点求它们相切圆的圆心位置,即新增加的移动节点的位置,通过反复求解相切圆的圆心位置来达到修复的目的.通过仿真实验证明:算法不仅能达到90％的修复覆盖率,而且修复后的冗余度相比其他算法也较低.     

移动传感器栅栏覆盖研究

栅栏覆盖保证当某个移动目标沿任意路径穿越监控区域时都能被检测到,适合于移动监测和边界保护等应用.随机部署静止传感器时,为保证栅栏覆盖需要大量节点,造成了不必要的浪费.本文利用可移动传感器进行栅栏覆盖,移动传感器随机部署后能够自动再部署,可以利用少得多的节点保证栅栏覆盖.本文研究了能量有效的栅栏覆盖再部署问题,并设计了一个集中式再部署算法,为所有节点计算最优的再部署位置.     

WSN中一种基于移动锚节点的节点定位算法

在无线传感器网络的定位过程中,随着锚节点的使用数量增多,整个网络的开销也会增大,从而会造成较大的浪费.因此,为了实现利用较少的锚节点完成较精确定位的目标,提出了一种仅基于3个移动锚节点的Range-free无线传感器网络节点定位算法.该算法能够保证每个未知节点都选择与其距离在一定范围内的锚节点进行定位,同时,通过建立优化模型以最大化网络中的二重覆盖区域范围,从而进一步提高定位的精确度.仿真实验结果表明,该算法能够在一定程度上提高节点的定位精确度.     

无线传感器网络中基于移动节点的目标覆盖方法研究

在无线传感器网络覆盖中,由于传感器节点的随机分布和随着工作时间的延长,部分节点可能因为多种原因导致其失效或损毁,从而形成监测区域中的盲区问题。基于以上问题,在研究国内外网络覆盖的基础之上,提出了一种利用可移动的传感器节点对选择性目标的覆盖方法,从理论上验证该方法能很好地解决盲区问题。     

基于隐藏问题的汇聚节点移动策略

为研究传感器网络在敌对环境中的隐藏问题,防止恶意节点的跟踪和破坏,提出了一个移动汇聚节点的移动策略.对隐藏问题进行分析和建模,并对穿越行为进行定义.在此基础上,提出了一种基于局部贪婪算法的移动策略,使得汇聚节点通过这个策略收集数据时,区域中的静止节点发送消息的次数最少(包括中转的次数),以此来减少整个网络被发现的可能性.通过3种比较算法的仿真,表明了该移动策略的准确性和有效性.     

无线传感器网络节点覆盖优化策略研究

无线传感器网络是一种多学科交叉、高度集成的技术,具有成本低、操作便捷、具有一定的感知通信能力等优势,已广泛应用在各个领域的环境监测中。然而在农林、野外等三维环境中,无线传感器的空间覆盖问题一直是研究的热点、难点,理想的二维平面环境中,无线传感器网络的性能、覆盖范围与三维环境截然不同。基于此,提出一种符合三维场景覆盖感知的无线传感器网络模型及算法。     

基于遗传算法的无线传感器网络巡航覆盖最小移动节点数研究

被监测环境的状态可以使用无线传感器网络的有效感知.本文使用无线传感器网络巡航覆盖模型实现了建筑能效监测过程.为降低基于无线传感器网络巡航覆盖模型的数据采集系统构造和维护成本并降低系统复杂度,采用MTSP问题对无线感器网络巡航覆盖最小移动节点数问题建模,提出了无线感器网络巡航覆盖最小移动节点数快速求解算法并使用遗传算法实现了快速求解算法.实验结果表明,本文提出的方法快速有效,而基于遗传算法的快速求解算法的实现可以快速确定无线感器网络巡航覆盖最小移动节点数上界.     

基于移动无线传感器节点的栅栏覆盖研究

栅栏覆盖可用于入侵检测。研究具有有限移动能力的无线传感器节点在狭长区域中的栅栏覆盖问题。首先将狭长区域划分成网格,然后将移动节点和基准栅栏上的网格中心点构成二部图。基于二部图理论对1-栅栏覆盖问题进行数学描述,提出基于拍卖算法的1-栅栏覆盖算法(A1-BCA),并与基于匈牙利算法的栅栏覆盖算法进行性能比较。仿真结果表明A1-BCA算法在传感器节点较多时,优化性能好于匈牙利算法。     

移动无线传感器网络k-栅栏覆盖构建算法

研究了节点无移动能力的静态传感器网络中的栅栏覆盖问题.考虑在传感器节点具有有限移动能力时,如何构建k-栅栏覆盖的问题:首先定义了1-栅栏覆盖最小移动距离和问题(1-barrier coverage min-sum of moving distance,简称1-BCMS).在网格划分模型情况下,将1-BCMS问题近似为1-网格栅栏最小移动距离和问题(1-grid barrier min-sum of moving distance,简称1-GBMS).给出了1-GBMS问题的整数线性规划描述,证明了其是NP-hard的;然后提出了1-GBMS问题的近似算法——CBGB(constructing baseline grid barrier)算法,能量高效地构建1-栅栏覆盖.仿真实验结果表明,CBGB算法的求解结果与最优解接近.最后,提出了一种基于分治策略的k-栅栏覆盖构建算法.该算法极大地降低了通信和计算开销.仿真实验验证了该算法的有效性和可扩展性.     

Collaborative Mobile Charging and Coverage

Wireless energy charging using mobile vehicles has been a viable research topic recently in the area of wireless networks and mobile computing. This paper gives a short survey of recent research conducted in our research group in the area of collaborative mobile charging. In collaborative mobile charging, multiple mobile chargers work together to accomplish a given set of ob jectives. These ob jectives include charging sensors at different frequencies with a minimum number of mobile chargers and reaching the farthest sensor for a given set of mobile chargers, subject to various constraints, including speed and energy limits of mobile chargers. Through the process of problem formulation, solution construction, and future work extension for problems related to collaborative mobile charging and coverage, we present three principles for good practice in conducting research. These principles can potentially be used for assisting graduate students in selecting a research problem for a term project, which can eventually be expanded to a thesis/dissertation topic.     

基于分治策略的无线传感器网络屏障覆盖算法

利用无线传感器网络构建防护屏障以监测重要重要场所的未经授权闯入者是目前物联网的一个重要应用领域.大多数研究集中于如何在一个矩形区域内构建传感器屏障以探测只能沿受限路线移动的闯入者.提出了一个针对传感器基于泊松分布的此问题完整解决方案,可以满足在任意的形状区域内构建带状传感器屏障以探测闯入者.实验证明,该算法能有效减少延迟、验证开销以及拓扑初始化时的计算开销.     

基于移动Agent的无线传感器网络拓扑发现机制

对监测区域中部署的传感器节点的拓扑发现是传感器网络应用的前提,它反映了传感器网络的监测能力。考虑目前拓扑发现算法中能量消耗过多、网络连通性不强等问题,文中结合移动Agent的特点,提出了一种基于移动Agent的无线传感器网络拓扑发现机制,通过建立数学模型,利用相关邻近图（relative neighborhood graph）理论生成网络拓扑。实验结果表明,基于移动Agent的拓扑发现机制相对于当前存在的拓扑发现算法具有很好的稳定性和良好的节能效果,该算法可以解决节点拓扑请求信息讨多导致过多能量消耗的问颢．     

应用移动Agent的无线传感器网络能量管理机制

鉴于无线传感器网络能源受限的显著特征,有必要讨论其有效的能量管理机制。目前,大多数研究成果仅考虑到拓扑控制、路由、数据融合等某一方面的节能问题,往往缺乏对网络活动整体能耗的测控,因而缺乏完整性。本文应用移动Agent技术,从多个角度探讨了传感器网络的节能问题,包括拓扑和簇的生成、数据采集等。提出了若干基于移动A-gent的能量管理算法,并通过仿真实验和算法性能比较,立足于平均能耗、通信流量和负载、网络生命周期等几个方面,分别总结了其优缺点及可行性。     

移动无线传感网的移动感知路径选择算法

为解决稀疏网络环境下移动传感节点的区域全覆盖和数据传输问题,提出一种移动无线传感网的移动感知路径选择算法(MSPS)。在MSPS算法中,用数学公式表示邻居网格集合、区域覆盖率、数据传输时延、节点平均能耗等参数。采用机会路由算法进行数据传输,并建立能保证全覆盖监测区域且权衡数据传输时延、数据传输率和节点平均能耗的移动路径选择优化模型。提出到目标网格的路径寻找方法、初始染色体的确定方法和染色体适应度值计算方法。最终提出修正的多种群遗传算法求解优化模型,获得移动传感节点的最优移动方案。仿真结果表明:不管监测区域内是否存在障碍物,MSPS算法都能提高数据传输率,降低数据传输时延和节点丢弃的总数据量。在一定的条件下,MSPS算法比SGA、TCM_M、RAND_D和RAND算法更优。     

有向移动异构传感网分布式部署策略

针对移动异构有向传感网的覆盖增强问题,提出了一种基于虚拟全向感知圆的节点分布式部署策略DDS（Distrib?uted Deployment Strategy）。DDS采用等面积虚拟全向感知圆替代有向节点感知扇形,根据不同感知圆之间的位置与半径大小关系为每个有向节点合理构建区域覆盖子区间,最后由该子区间多边形的形心确定节点的候选位置坐标。同时,DDS策略充分利用有向节点的旋转特性,计算节点视角方向使其面向检测区域外侧。节点通过视角调整和合理移动,不断提高网络覆盖率。仿真结果表明,DDS在提高网络覆盖率,增强节点分布均衡性方面具有明显的优势。     

一种移动终端辅助的传感器网络数据收集协议

提出了一种利用具有传感器通信接口的移动终端设备（如手机、手提电脑、个人数字助理等）进行辅助数据获取的传感器网络数据收集协议。网络中固定汇聚节点与移动终端共存,全部传感器节点都维护到固定汇聚节点的路由,移动终端进入网络后定期向其附近小范围内的传感器节点扩散自己的存在信息,传感器节点向距自己跳数最小的汇聚节点或移动终端发送或转发数据包,移动终端和传感器节点之间通过应答和重传的机制来保证数据的可靠传输。仿真研究证明,该协议在延长网络生存时间的同时可以获得较高的数据传输成功率和较短的数据传输延迟,而且可靠性、灵活性、可扩展性较强。