栅栏覆盖最大化生存周期调度算法

栅栏覆盖是近年来无线传感器网络的研究热点之一,如何延长生存周期是无线传感器网络研究的一个重要问题。针对无线传感器网络的栅栏覆盖应用,设计了两种最大化网络生存周期的调度算法:集中式的Greedy调度算法和分布式的DBCS调度算法。仿真实验表明:两种算法显著地延长了网络的生存周期;在较稀疏的网络中,DBCS算法与Greedy算法性能接近,分布式的DBCS算法适合应用于大规模传感器网络。     

一种协作的异构传感器最优栅栏覆盖模型

栅栏覆盖中相邻的连通异构节点可以通过数据融合进行协作地感知以提高检测准确性并减少构建栅栏的活跃节点数量.首先提出一个基于数据融合的异构协作监测覆盖模型,其次分析了影响栅栏覆盖生命期的因素,并将其描述为一个多目标优化问题,最后,基于该优化模型,提出了增强覆盖图的概念.实验结果表明,基于本文提出的覆盖模型和增强覆盖图的活跃调度算法在网络生存期与覆盖率方面的性能明显高于它们在传统覆盖模型中的性能.     

无线传感器网络节点自调度冗余覆盖算法

对于能量受限的无线传感器网络,延长网络存活的时间很关键。针对这个问题,提出了一种基于能量均衡的传感器节点自调度冗余覆盖协议（SRCP）,通过仿真实验对该算法的有关性能进行了评价,性能评价表明：这种算法能有效使用节点能力,延长网络存活时间。     

移动传感器k栅栏覆盖研究

在随机部署的无线静态传感器网络中,为保证监控区域的栅栏覆盖而需要大量的节点,从而导致节点之间覆盖区域相互重叠,产生覆盖冗余。通过利用移动传感器节点重部署的能力,可以使用少量的节点保证监控区域的栅栏覆盖。针对1栅栏覆盖问题,提出了基于集中式再部署算法CBarrier的改进算法MCBarrier。通过将监控区域划分为若干片段区域,分别进行栅栏覆盖,并设计基于分治算法的k栅栏覆盖构建算法kMCBarrier。实验表明:MCBarrier算法与kMCBarrier算法能量高效的实现栅栏覆盖,且kMCBarrie算法具有良好的扩展性。     

基于免疫克隆选择机制的WSN节点调度算法

由于无线传感器网络节点分布不均匀,监测环境复杂等特点,远离Sink的节点由于能耗较大,并且容易导致网络覆盖面积不足.提出一种启发式的利用人工免疫克隆选择机制的节点调度优化算法(AICSO),将网络生命期划分为具体数量的迭代周期并生成中心节点的覆盖位图,利用节点间冗余进行有效地拓扑控制合理调度节点,以获得网络的最优连通性和最大面积的覆盖.仿真结果表明,上述算法能够有效利用网络节点的能量满足感知覆盖和连通性要求,延长了网络生命周期,降低了网络整体能耗,为网络优化节点调试提供了依据.     

基于网格划分的节点调度覆盖算法

利用密集型传感器网络中的冗余节点轮流调度工作能够有效的延长网络生存时间.该文章首先研究了无线传感器网络覆盖率与工作节点数之间的约束关系,在此基础上,确定满足覆盖率要求的最大分组数,并提出了一种简单的基于网格划分的分类节点调度算法,实验结果和理论分析表明,本文提出的算法计算量小,运行时间短,并有效地延长了网络的生存时间.     

一种面向多目标关联覆盖的无线传感器网络节点优化调度算法

提出一种面向多目标关联点覆盖的无线传感器网络节点优化调度算法D-MTAC．该算法基于数据挖掘中的关联规则和无线传感器网络的能量高效原则,通过挖掘随机部署的网络节点与待监控目标间的关联感知关系给出高频关联目标集,采用优化时间分片和动态自适应选择机制确定能够令责任节点工作状态与网络寿命实现最优匹配的优化调度决策集合．仿真结果表明：在保证目标监控质量的前提下,该算法能够有效降低网络累积能耗并延长网络寿命．     

基于异构节点的全视角强栅栏覆盖的研究*

覆盖问题始终是无线多媒体传感器网络（WMSN）中研究的重要领域。为了实现对被监测区域的全方位覆盖,以及能够捕捉到进入该区域目标的有效信息,同时尽可能延长网络寿命,提出了一种基于异构节点的全视角强栅栏覆盖模型,借助红外线传感器辅助相机传感器节点完成对一个指定区域的监测。在研究过程中,受到了分治策略的启发,将目标区域分为若干正三角形网格,采用唤醒机制有效节约网络能量。仿真实验表明：该模型能够通过消耗较少的能量,实现对一个区域的覆盖监测,延长了网络寿命。     

无线传感器网络栅栏覆盖改进

栅栏覆盖是无线传感器网络中的研究热点,鉴于移动节点的高昂造价以及在移动过程中的巨大能耗,针对高效节能的修复栅栏漏洞问题进行研究.建立静止节点的权重图,并利用迪杰斯特拉算法(Dijkstra)寻找所需最少数目的移动节点和构建栅栏覆盖的最短路径.根据构建栅栏覆盖的最短路径和基于路径上的每个栅栏漏洞所需的最少移动节点,将栅栏漏洞划分为简单情况和一般情况,借助于最大权匹配算法(Kuhn-Munkres)求解移动节点的最短移动距离.仿真实验表明,所提出算法明显减少了移动节点的移动距离,实现了栅栏覆盖.     

WSAN多反应节点多传感节点模型的数据传输算法

无线传感反应网络由传感节点和反应节点组成,传感节点将监测到的数据发送到反应节点时,通常采用单反应节点传输模型或多反应节点传输模型.针对最近为提高系统容错能力而提出的一种新的多反应节点多传感节点模型,提出了传感节点发送数据到反应节点的基于组播的新算法.实验证明这种算法可以有效地降低数据传输能耗,从而在提高网络容错能力的同时,改善系统的能量有效性.     

基于能量有效WSN优化覆盖算法的研究*

满足一定的覆盖条件下,有效地进行覆盖控制和减少能量消耗以及延长网络生存周期是无线传感器网络所研究的一项重点课题。为此,提出一种能量有效的优化覆盖算法。该算法利用贪婪算法和几何图形学相关理论知识,把目标覆盖区域节点能量构建成正态分布的网络模型,通过采集和检索数据选择最优子集以及对节点状态调度机制动态转换,可以有效地降低网络能耗,提高了节点覆盖性能的同时优化了节点的数量。仿真实验表明,该算法能够以较小的代价延长整个网络的生存周期,具有更好地适应性和稳定性。     

基于能量和邻居信息的传感器睡眠调度协议

调度冗余节点轮流工作能够有效延长网络寿命。研究传感器网络节点的随机睡眠调度机制,给出了一种基于能量和节点邻居距离的随机调度机制。传感器节点根据自身的能量大小以及邻居的信息确定睡眠概率,使能量较小,并且工作邻居节点数目大的节点获得较大的睡眠概率。最后分析比较了这种机制与另外两种机制的性能。实验结果表明,基于能量和邻居信息的调度机制能够减少工作节点个数,保证较高的网络覆盖率。     

联合能量路由和睡眠调度算法的分析与改进

为最大化链路负载小,并对时延有要求的无线传感器网络(WSN)的生存时间,对联合路由和睡眠调度的IGP算法进行了分析与研究,提出了改进算法。改进算法统计节点一段时间内收发的数据包数和空监听周期数,根据统计结果计算使工作功率最小时的节点睡眠时间,设置此时间为该节点下一时间段的睡眠时间,最后将该功率传递给它的邻接节点。节点用保存的邻接节点的工作功率预测邻接节点的剩余能量,根据预测的剩余能量进行能量路由选择。理论分析及模拟实验表明,改进算法使网络生存时间延长了23%左右,并减少了网络时延。     

A survey on barrier coverage with sensors

For various applications, sensors are deployed to monitor belt regions to guarantee that every movement crossing a barrier of sensors will be detected in real-time with high accuracy and minimize the need for human support. The barrier coverage problem is introduced to model these requirements, and has been examined thoroughly in the past decades. In this survey, we state the problem definitions and systematically consider sensing models, design issues and challenges in barrier coverage problem. We also review representative algorithms in this survey. Furthermore, we provide discussions on some extensions and variants of barrier coverage problems.     

一种基于行为的无线传感器网络覆盖优化方法

在含有移动节点的混合无线传感器网络中,为优化网络覆盖性能,基于包容式体系结构的思想,提出了一种基于行为的移动节点控制策略。设计了移动节点的5种基本行为,分别是停止、漫游、避让固定传感器节点、避让移动传感器节点以及奔向网络覆盖盲区,各行为之间采用竞争与抑制机制进行行为选择。通过仿真实验验证了算法的有效性。     

一种基于路由表的无线传感器网络路由协议

路由协议是无线传感器网络研究的关键内容之一。提出了一种基于路由表的无线传感器网络路由协议SPBT。该路由协议采用路由表简化了数据传输过程,节省了能量;同时采用兼顾能量均衡和路径优化的策略建立数据传输路径,并且为了提高数据传输的可靠性采用了回溯策略。通过仿真,把该协议和基于协商机制的SPIN协议进行了比较,结果表明,SPBT协议具有良好的能量有效性、能量均衡性、较低的数据传输延迟和较高的数据投递率。     

基于非均等分区的无线传感器网络路由协议

针对无线传感器网络（WSN）存在簇头节点分布不合理以及节点负载不均形成的“热点”问题,提出了一种基于非均等分区的非均匀分簇路由协议（UAUC）。UAUC通过非均等分区对网络进行划分,并在每个区域中根据能量因子、距离因子以及密集程度因子选择合适的簇头节点。此外,在簇头节点之间构造一棵负载均衡路径树,解决数据传输时存在的“热点”问题。仿真实验中,与低功耗自适应集簇分层（LEACH）协议,分布式能量有效非均匀成簇（DEBUC）协议以及基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议（HRPNC）相比,UAUC协议的簇头节点分布更加合理;UAUC在生存周期上较LEACH协议,DEBUC协议与HRPNC协议分别提高了88%,12%与17.5%;UAUC的节点平均剩余能量高于LEACH协议,DEBUC协议和HRPNC协议,并且节点剩余能量方差小于LEACH协议,DEBUC协议和HRPNC协议;UAUC协议在数据包接收量上较LEACH协议,DEBUC协议和HRPNC协议提高了400%,87.5%与25%。实验结果表明,UAUC能够有效地提高能量效率和数据包接收量,均衡能量消耗,延长网络的生存周期。     

无线传感网络中有向性传感节点的覆盖问题

覆盖问题是无线传感网中最根本的问题之一,它在很大程度上影响到传感的质量。目前有关覆盖问题的研究大多集中于探讨全向性传感节点的覆盖问题,这些方法并不适用于如视频传感这类方向性的传感节点。提出了一个新的(k,ω)-夹角覆盖问题,探讨有向性的传感节点的覆盖问题,为了用最少的传感节点(k,ω)-夹角覆盖所有的目标,提出了一个贪心算法来解决这个问题。另外还提出了三个贡献度函数用于计算每个位置的贡献度,算法根据每个位置所提供的贡献度来决定传感节点的部署位置。仿真结果显示了算法的特性和性能的提升。     

一种新型覆盖连通率计算方法

针对在能量受限的无线传感器网络中传感器节点在部署时必须满足一定覆盖率和连通率的问题,提出一个基于正方形区域的新型覆盖率、连通率计算方法,该方法能够描述网络覆盖率、连通率、部署节点的数量、节点感应(通信半径)和网络区域大小之间的关系,计算出在满足一定覆盖率、连通率所需要部署的节点的数量。模拟实验结果表明该理论值和模拟结果之间的误差较小。     

无线传感网中基于唤醒机制的覆盖洞修复方法

针对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产生覆盖空洞现象,提出了一种基于唤醒机制的定向最远非活跃邻节点优先覆盖洞修复策略（DFNFP）。该方法通过覆盖洞边界节点从其邻接表中选择距离其中心最远的非活跃节点替换失败节点,并激活替换节点达到修复覆盖洞目的。仿真结果表明,该方法能保证较好的网络覆盖质量,充分利用了能量资源,延长了网络的生存周期,且在修复空洞的所需平均时间和能耗方面,DFNFP优于最佳匹配节点策略（BFNP）。