无线传感器网络中基于虚拟力的覆盖算法

在无线传感器网络的很多应用场景中,大量的传感器节点被任意播撒在被监测区域内,形成很多覆盖空洞,对无线传感网络的感知、监测和数据采集能力造成很大影响。为了解决无线传感器网络中的覆盖问题,提出了一种基于虚拟引力的覆盖算法。首先,根据虚拟引力产生的约束条件和引力大小,一种扩大网络覆盖范围的算法被提出,算法分析证明这种算法能够减少覆盖空洞;第二,提出了维持邻居节点连通性的方法;第三,提出一种覆盖感兴趣区域的算法。仿真结果表明,这种算法既能提高网络的覆盖能力,又能减少传感器节点的移动距离。     

无线传感器网络部分覆盖算法及连通性研究

研究了无线传感器网络在部分覆盖下的节点配置及网络连通性问题。首先,基于最优正六边形拓扑架构,给出了节点密集分布条件下的覆盖率与相邻工作节点间距的解析关系,并在已有的最优完全覆盖算法OGDC的基础上进行了扩展和改进,从而得到了一种新的网络节点配置算法EGDC（Extended OGDC Algorithm）。该算法可以有效地选择出合适的工作节点以达到任意给定覆盖率下的部分覆盖。此外,还给出了一种检验和评价网络连通性的方法,通过该方法可以对网络的连通性进行量化分析,并给出了一项评价网络连通性的指标。仿真表明,EGDC可以有效地实现任意期望覆盖率下的网络配置并保持网络的连通。     

无线传感器网络多重覆盖问题分析

传感器网络由大量能量有限的微型传感器节点组成.因此,如何保证在足够覆盖监测区域的同时延长网络的寿命,是一个需要解决的重要问题.为了达到这一目标,一种广泛采用的策略是选出部分能够足够覆盖监测区域的节点作为工作节点,同时关闭其他冗余节点.提出了一个数学模型,使得只要已知监测范围和节点感知半径的比值,就可以计算出达到服务质量期望所需要的节点数量.需要指出的是:与大部分研究覆盖的文献不同,该研究不基于节点的位置信息,因此可以极大地降低硬件成本,并且减少节点获得和维护位置信息的开销.模拟实验结果表明:在随机部署条件下,服务质量期望与实验所得到的实际覆盖度的误差不大于服务质量期望的2%;而对于相同的服务质量期望和实际覆盖度,计算所得的工作节点数量与实验所得的工作节点数量的误差小于计算数量的5%,这表明推导出的节点数量与服务质量期望之间的关系与模拟实验的结果相吻合.该结果可以广泛应用于传感器网络的节点部署、拓扑控制等领域中.     

无线传感器网络中覆盖盲区发现算法

传感器节点的随机部署不均匀或者能量耗尽,可能导致无线传感器网络(WSNs)出现覆盖盲区。针对WSNs中覆盖盲区的问题,提出一种基于几何图形的分布式覆盖盲区发现算法,从理论上证明算法的有效性。算法的基本思想是以传感器节点和它的2个邻居节点构成三角形,计算三角形的外接圆半径和外接圆圆心,根据几何图形学的相关理论判断节点附近是否存在覆盖盲区。仿真实验结果表明:算法不仅能有效地检测覆盖盲区和边界节点,而且对于降低节点能量消耗也有显著成效。     

无线传感器网络中的覆盖优化算法研究

针对无线传感器网络中经典的覆盖保持节点调度算法（CPNSS）查找冗余节点效率不高的问题,考虑实际传感器网络中节点感应半径不相同的情况,提出一种推广的高效覆盖优化算法（GECPNSS）。建立扩展节点网络模型,分析多种节点位置关系,对中心角计算法进行扩展改进,并从活动节点数、平均覆盖度方面比较算法的性能。仿真实验结果表明,在保持初始覆盖的前提下,GECPNSS能更有效地提高冗余节点判定效率、扩展算法适应面。     

无线传感器网络的覆盖问题研究

降低能耗可延长网络生存时间,在传感器节点高密度部署的环境中,在保证网络性能的前提下,将最少量的节点投入活跃工作状态,而将其余节点投入低功耗的睡眠状态。在满足上述覆盖性和连通性要求的基础上,讨论如何选择最少数量的工作节点,以及如何计算同时满足覆盖要求和连通性要求的问题。     

无线传感器网络中最小连通通信半径的研究

拓扑控制对于延长网络生存时间具有重要意义,而连通性则是其要满足的基本性质之一.本文主要研究了二维Poisson分布下网络达到指定连通率的最小通信半径,并与相关结论进行比较.仿真实验表明,所得到的最小连通通信半径能够满足网络对连通和覆盖的要求.     

无线传感器网络中覆盖控制理论与算法

覆盖控制作为无线传感器网络中的一个基本问题,反映了网络所能提供的"感知"服务质量,可以使无线传感器网络的空间资源得到优化分配,进而更好地完成环境感知、信息获取和有效传输的任务.立足于无线传感器网络的覆盖控制问题,分类总结了近年来提出的各种覆盖控制问题的思想和有代表性的研究成果,着重讨论了一些典型的无线传感器网络覆盖控制算法与协议.最后进行了各种算法的比较性总结,深入分析了目前无线传感器网络覆盖控制亟待解决的问题,并展望了其未来的发展方向.     

无线传感器网络的覆盖控制

覆盖控制作为无线传感器网络中的一个基本问题,在国内外已经取得了一些研究成果。根据不同的性质,覆盖控制问题可以划分为不同的类型(如,静态覆盖和动态覆盖、确定性覆盖和随机性覆盖)。主要针对静态覆盖(区域覆盖、点覆盖、栅栏覆盖)问题中一些典型算法,分类进行了描述,并比较了它们之间的优缺点,最后,指出了需要进一步的研究工作。     

一种连通性覆盖的无线传感器网络节点调度算法

研究传感器节点随机部署于监测区域内,无节点地理位置信息情况下,如何能量有效地保证网络的通信连通与感知覆盖;节点采用基于概率的联合感知模型。提出CDS-based SSCA算法,其为一种基于连通支配集构造树的节点调度机制,每个节点根据剩余能量和与父节点的距离来设置等待时间及成为候选节点优先级。模拟实验结果显示,本算法能够能量有效地满足感知覆盖和连通覆盖要求;与ASW算法相比较,工作节点个数较少,网络生命周期明显延长,降低了网络整体耗能。     

一种水下无线传感器网络的连通性覆盖算法

研究了水下无线传感器网络随机布放条件下的连通性覆盖问题.针对节点通信半径小于2倍的感知半径时,不能达到连通性要求的问题,给出一种连通性最差情况下(通信半径等于感知半径),连通性覆盖算法唤醒机制.唤醒机制中,充分考虑能量以及节点之间的距离信息来选择进入工作状态的最佳节点,使得网络在满足覆盖性要求的基础上,保证了节点之间的连通性要求.最后通过仿真分析,验证方法有效性.     

无线传感器网络中基于网格的覆盖问题研究

在无线传感器网络中,传感器节点数量直接关系到整个无线传感器网络的成本,而且该问题也和无线传感器网络的性能如鲁棒性、容错性密切相关,同时这也是无线传感器网络设计时首先要考虑的问题,所以该问题的研究对无线传感器网络具有理论和实践的重要意义。通过把复杂的覆盖问题逐步化简,并利用数学建模、理论分析和公式推导,采用几何理论和数学归纳法的思想,从拓扑学的角度给出了传感器区域的一种网格划分方法。最后从理论上给出了在一个实现完全无缝覆盖的探测区域内最少需要多少节点的解析表达式。     

基于时空联合性的无线传感网覆盖采样技术

覆盖采样作为无线传感器网络领域的一个基本问题,已经得到了广泛研究。但是目前研究大多只考虑空间覆盖性和网络生存周期等因素,并没有从实用的角度考虑覆盖区域的时空域覆盖特性。本文以综合考虑空间域和时间域为研究视角,提出了一种新型的以应用为导向的覆盖率指数,研究了一种基于时空联合性的无线传感网覆盖采样机制。最后通过时空覆盖率与事件侦测率指标两个指标进行了验证。     

无线传感器网络覆盖性能研究

针对无线传感器网络的覆盖性能问题,已有研究大都集中于节点的优化放置、定位等内容,对在复杂环境中评价指标的量化关注较少。首先分析影响覆盖性能的主要因素;然后对数据融合模型及策略进行讨论,找到模型选择的依据;接着从理论的角度探讨采用数据融合方式下的覆盖性能评价及两者之间的关系,发现融合范围与覆盖范围和网络密度的关系。应用环境相关的最优融合范围可以通过试验取经验值或者通过分析推导出近似解。     

WSN中基于能量的分布式覆盖控制算法

针对无线传感器网络中节点密度过大、节点剩余能量不均等问题,设计一种基于节点剩余能量的分布式覆盖控制算法,基于概率覆盖模型,按目标区域内节点剩余能量从小到大的顺序,依次通过计算各个节点的区域覆盖概率判定其冗余性,并使冗余节点转入休眠状态。仿真结果表明,该算法能有效降低网络中节点冗余度,延长网络生存时间。     

一种无线传感器网络覆盖度确定算法

覆盖度能充分反映传感器节点对目标监视区域的覆盖情况,是无线传感器网络QOS标准之一.在实际应用中无线传感器网络节点通常是高密度随机放置的,如何确定覆盖度是提高网络性能和生存期需要解决的关键问题.通过引入节点"覆盖模板"的概念,提出一种覆盖模板扫描 (Coverage Template Scan,CTS)确定传感器节点在目标区域的覆盖度.CTS算法充分考虑可变节点感知半径以及节点覆盖圆边界效应的影响,能更好地满足实际应用需求.仿真表明,CTS算法的性能在时间复杂性上明显优于已有的传统贪婪算法.     

无线传感器网络中连通与覆盖问题的研究

在无线传感器网络中,簇首和节点的数量直接关系到整个无线传感器网络的成本及性能,如鲁棒性、容错性等,这也是无线传感器网络设计时首先要考虑的问题。通过把复杂的连通和覆盖问题逐步化简,并利用理论分析、数学建模和几何证明,采用几何理论和数学归纳法的思想,从拓扑学的角度给出了传感器区域的一种网格划分方法。最后从理论上分别给出了在一个实现完全无缝连通和覆盖的传感器区域内最少需要多少簇首和最少需要多少个节点的解析表达式,即从理论上解决了把整个传感器区域至少划分成多少个簇和至少布置多少个节点才能实现完全无缝连通和覆盖的问题。     

超宽带无线传感器网络研究与实现

在简要介绍无线传感器网络体系结构基础上,比较了超宽带无线电与其他传统正弦无线电的优点,并得出超宽带无线传感器网络的优势,给出了一个超宽带收发信机的传感器节点设计.     

WSNs中基于Voronoi图的分布式覆盖协议

研究网络随机部署情况下的覆盖问题,提出基于Voronoi图的分布式覆盖协议。采用分布式节点冗余判断算法来判断传感器节点自身的冗余性,据此对节点进行相应的职能调度。当网络中节点的通信半径大于或等于其感应半径的2倍时,该协议能达到网络完全覆盖及连通的要求。通过该协议的推广,满足了覆盖度动态变化的要求,保证网络的k-度覆盖。