连通和覆盖性优化无线传感器网络寿命的方法

针对多跳无线传感器网络的特点,基于拓扑结构的连通和覆盖性建立节点的休眠调度模型,提出了一种优化网络寿命的新方法(CCLO).该方法设计了一种根据节点剩余能量动态激活一组满足连通覆盖条件的工作节点.当某个节点因能量耗尽而失效时,其邻近的休眠节点将代替失效节点继续维持网络的正常工作.理论分析和仿真研究表明:CCLO能够快速...     

分簇及局部优化的无线传感器网络拓扑控制算法

为保证网络连通性和覆盖度的情况下,尽量合理、高效地使用网络能量,延长网络生命周期,提出一种基于分簇和局部优化的拓扑控制（cluster and local optimization topology control,CLTC）算法．基于树型网络模型,利用分簇思想将网络分割为不同的簇,簇内运用最小生成树算法,确定邻居节点关系,降低节点通信碰撞;簇间通过簇头连接,形成优化的骨干网络拓扑．仿真实验表明,运行CLTC算法,构建网络拓扑结构快速,通信开销小,可以有效降低节点平均能耗,延长网络周期．     

基于节能的无线传感器网络拓扑结构研究

根据无线传感器的功能特性,分析了无线传感器的网络体系结构和拓扑结构,探讨了基于节能的LEACH自适应分簇结构网络拓扑控制算法以及其改进算法。     

基于节点可靠度的无线传感器网络拓扑控制算法

针对无线传感器网络节点在数据传输过程中易面临能量耗尽和数据拥塞失效的问题,通过构建节点可靠度模型,获得了网络在保证节点可靠度最大且网络生存时间最长的条件下最优节点度的取值。进而依据最优节点度的取值,提出了一种基于节点度调整的无线传感器网络拓扑控制算法(TCNR)。仿真实验结果表明,TCNR算法极大减少了拓扑数据传输过程中的拥塞程度,增强了拓扑结构的健壮性,并有效延长了网络生存时间。     

无线传感器网络中考虑干扰的拓扑优化

针对目前大多数拓扑控制算法忽略节点间通信干扰的问题,提出一种更为合理的节点间通信干扰的定义方法,并在此基础上提出具有低干扰特点的拓扑控制算法.仿真结果表明,该算法能在保证连通性的前提下,减小节点的通信半径,减少生成拓扑中的冗余通信链路,降低节点之间的通信干扰.     

无线传感器网络无标度容错拓扑的级联失效研究

针对无线传感器网络无标度容错拓扑的级联失效问题,首先借助概率母函数法,推导出单一随机节点失效下无线传感器网络无标度容错拓扑的级联失效规模,进而在幂函数负载分布条件下,求解出触发无线传感器网络无标度容错拓扑级联失效的临界负载值.研究结果表明,在无线传感器网络无标度容错拓扑中,当网络负载参数超过其临界值时,一个随机故障节点将引起整个网络的级联失效.仿真结果验证了解析推导的正确性.     

无线传感器网络及其应用综述

无线传感器网络是由具有感知、计算和通信能力的微型传感器、以Adhoc方式构成的网络。通过大量节点间的分工协作，WSN可实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息。分析了无线传感器网络的特点，介绍了无线传感器网络的体系结构、网络组成、应用领域和研究热点。     

无线传感器网络多跳时间同步算法

针对多跳网络中同步误差累积和同步开销大的问题,提出了一种最优拓扑结构的时间同步算法.通过构造最优拓扑结构和在网络节点之间传递时间同步报文来减小累积误差和时间同步开销.借鉴无线传感器网络时间同步延迟测量算法的打时间戳技术进行时间偏差估计来提高时间同步的精度.应用结果表明:在具有33个节点的传感器网络中,相比无线传感器网络时间同步协议算法,该算法的时间同步开销减小了2/3,引起累积误差的关键路径长度减小了1/2.     

一种新的无线传感器网络传感器放置模型

传感器放置是传感器网络研究的核心问题之一。本文在Dhillon S.S.的模型化传感器节点、障碍物和优先覆盖方法基础上,提出了一种新的高效覆盖传感器放置模型及整体局部覆盖算法。该模型着重考虑传感器探测范围的局限性,给出传感器探测角度和探测距离模型,修改了现有算法的初始化过程。理论分析和仿真试验充分验证了该模型的可行性和优良的覆盖性能。     

一种新的无线自组传感器网络组网算法

模仿钢化玻璃破碎的逆过程,构建出一个崭新无线自组传感器组网算法．首先构建一个节点的通讯半径的圆域并作为基本颗粒,称为簇,基本颗粒之间接缝处的节点挂于基本颗粒之上,称之为客人节点,也加入到这个簇中,最后形成的簇类似于不规则的钢化玻璃破碎颗粒,这种簇构成了整个网络．这个算法基于分布式计算,只需了解很少的周围节点信息,算法简单,网络部分节点损毁、失效后,具有自恢复能力,适合于大型和小型规模的传感器网络．通过计算机仿真得到了很好的效果．     

基于最优刚性子图的势博弈无线传感器网络拓扑优化算法

为了高效地利用网络资源,均衡网络拓扑能耗,剔除网络拓扑冗余链路,以降低节点负载及最大化的延长网络的生命周期.通过势博弈和最优刚性子图的概念,综合考虑节点的剩余能量、节点的负载及网络拓扑链路的冗余性,作者设计了一种基于最优刚性子图的势博弈无线传感器网络拓扑优化算法(PGOSG).首先,根据节点间通信的功率变化,构造节点的...     

能量有效的无线传感器网络无标度拓扑模型

针对无线传感器网络节点能量有限且易失效的问题,利用复杂网络理论提出了一种能量有效的无线传感器网络无标度拓扑模型. 该模型通过节点的剩余能量约束节点的发射半径,在拓扑演化过程中充分考虑节点剩余能量和节点度等因素,并引入能量调节参数和节点度调节参数,得出了一种幂率指数可以在[3,+∞)调节的无标度拓扑结构. 动态分析和仿真实验结果表明,该模型具有无标度网络的幂率特性,且具有较好的容错性和能耗均衡的特点.     

无线传感器网络一维区域随机覆盖研究

研究了一维区域上的无线传感器网络覆盖问题,首先提出了一维区域上的传感器节点随机覆盖模型并给出了节点覆盖概率计算公式;其次研究了一维区域上的传感器节点发射半径的确定方法,理论证明了传感器节点发射半径应大于或等于2倍感知半径;最后讨论了一维区域覆盖数计算方法.仿真实验表明节点感知半径是影响节点覆盖率和覆盖数的主要参数.论文的研究结果可作为一维区域上传感器网络设计的技术参考.     

无线带状传感网拓扑控制算法及其唤醒机制

为解决无线带状传感网中各节点能耗不均、易形成断路等问题,提出一种改进的拓扑控制方法及与之相符合的睡眠唤醒机制.在固定分簇的基础上,对簇头采用循环迁移调度机制以控制侦听/睡眠比和簇内外通信距离,并通过动态调整簇头的侦听时间以达到负载均衡.仿真结果表明,该算法能延长网络寿命,并提高网络后期监测区域完整性.     

二层拓扑结构的Zigbee时间同步算法

为了解决大规模无线传感器网络中同步误差随跳距的累积问题,提出一种基于二层拓扑结构的时间同步算法.首先,通过根节点发送时间同步报文,沿二层拓扑结构从父节点到子节点传递时间同步报文;其次,支配节点根据同步报文到达时刻调整本地时间,更新并发送同步报文;最后,非支配节点根据同步报文到达时刻调整本地时间.依此类推,最终可实现所有节点的时间同步.应用结果表明,在由31个节点组成的无线传感器网络中,该算法的同步开销相比较于RBS算法减少了93%.而引起累积误差的关键路径长度相比较于连通支配集算法减少了50%.     

无线传感器网络中基于数据融合的覆盖控制算法

现有的传感器网络覆盖控制研究普遍采用圆盘感知模型,并不能真实刻画传感器的感知特性以及存在背景噪声时的系统检测能力,节点调度后的工作节点数量比实际需要的多,增加了不必要能耗和通信干扰。文章提出了一种分布式覆盖控制算法(DFCCA),采用更接近真实的数据融合感知模型,首先通过理论分析找到三角融合网格(TFM)中最小检测概率点的位置,进而依据覆盖要求和环境参数确定TFM的最优节点间距。DFCCA通过整网的TFM划分完成节点调度,使大量冗余节点进入休眠,同时考虑节点剩余能量来均衡能耗。仿真结果表明,相比基于圆盘感知模型的算法,DFCCA算法可以更大程度关闭网络中的冗余节点,保证覆盖质量和连通,延长网络生存期。     

无线传感器网络PEGASIS协议的研究

为建立一个高效节能的路由环境,在分析PEGASIS（power—efficientgatheringinsensorinformationsystem）的基础上,对PEGASIS算法进行了改进。将整个传感器区域划分为等宽的子区间,由每个区间内距离Sink最近的节点建立主链,然后在每个区域内建立链树,再由主链节点轮流担任根节点与Sink通信,以减少通信开销。模拟实验表明,算法在生存时间、能耗均衡等方面的性能较PEGASIS有明显提高。     

无线传感器网络中基于树的动态多路径容错路由协议

多路径路由对无线传感器网络的负载均衡和容错能力等方面都有一定改善作用。在研究一些多路径路由算法的基础上,对分层的无线传感器网络路由进行探索,提出了一种基于树的动态多路径路由的生成方法,快速获得当前节点的主路径与备用路径。仿真结果表明,该方法可有效地均衡网络负载、减少时延、提高网络的可靠性。     

基于概率覆盖模型的无线传感器网络密度控制算法

密度控制是一种常用的提高大规模无线传感器网络生命周期的方法,目前的密度控制算法大多基于0～1覆盖模型,而在实际的应用环境中概率覆盖模型能够更准确地定义网络覆盖能力. 所提出的一种基于概率覆盖模型的密度控制算法,能够在保证足够的网络覆盖能力的前提下,关闭掉冗余节点,减少网络的总能量消耗.