基于BBO算法的无线传感网络节点优化部署研究

在无线传感网络节点部署时,由于优化算法的差异,使得优化部署后网络覆盖率依旧较低,提出基于BBO算法的无线传感网络节点优化部署研究.基于无线传感器网络结构,生成线性网络,采用该网络完成数据的周期性采集,寻找最佳工作节点和中继节点数量,并通过二者之间的合理分布,确定最优节点传输距离.依托于BBO算法设计节点布局方案,计算网...     

无线传感器网络通信与路由研究

随着无线通信和数字电子技术的发展,由低成本、低功耗、多功能的无线传感器节点组成的无线传感网络得到迅速发展。无线传感网络是由很多无线传感器节点密集分布组成的,它具有以下特性:各传感器节点位置随机分布,具有自组织特性;各节点共同协作完成数据收集、路由任务,具有很好的协作特性。无线传感网络的这些特性使得它在医疗、环境监测、军事和智能家庭等领域有了广泛的应用。本文从介绍无线传感器网络的发展入手,分析了无线传感器的网络结构,节点结构,节点的限制,网络特点,在此基础上继续分析了无线传感器网络的路由协议以及现有的路由协议分类。     

一种通过算法移植降低无线传感器网络能耗的方法

在研究了多种降低系统功耗方法的基础上,针对无线传感网络的低功耗要求,对无线传感器网络各模块进行了分析和研究,设计并实现了一种基于算法移植的软件开发低功耗的方法,有效降低了节点功耗.采用高性能无线传感器Imote 2节点进行实验,和原有方法进行了对比,并分析其功耗.结果表明:改进后的方法能有效地降低节点的能耗,延长了整个网络的生存期.     

高可测无线传感器网络的自组织组网过程的记录与分析

相对于一般的自组织网络,无线传感器网络的自组织组网过程具有更多的不确定性和不稳定性.针对无线传感器网络自组织组网过程的这一特点,提出高可测无线传感器网络,实现了高可测无线传感器网络自组织组网过程的状态信息实时图形化显示和回放,并对自组织组网过程信息和网络节点的能量信息、传感数据信息进行分析,再结合运用一定的规则,控制调节网络节点负载均衡,优化网络拓扑结构,评估无线传感器网络的故障点和性能,延长网络寿命.     

无线传感器网络基于能量效率的系统设计

无线传感器网络是传感技术、计算技术和通信技术的融合.由于传感器节点的能量限制,能量效率是设计无线传感器网络所关注的一个主要内容.文章主要研究网络节点如何配置使系统能量效率提高.通过对传感器节点无线通信能耗模型的扩展,在两种线性网络模型下,分析并仿真实现了多数据源负载时的系统能耗;通过对比分析,在无线传感器网络节点配置时,提出两种有效可行的配置机制:节点等间距放置和优化间距放置.这两种机制对提高能量效率,延长网络寿命提供了很大的帮助.     

基于传感器网络节点配置优化仿真研究

研究无线传感网络节点配置覆盖优化问题。由于无线传感网络存在着热区问题,对网络的覆盖性能造成严重的影响,同时影响网络配置优化。为了有效的提高无线传感网络的覆盖率,提出了一种改进的粒子群算法优化无线网络节点覆盖。针对粒子群算法存在易陷入局部极值和早熟的缺陷,引入遗传算法中的交叉算子和变异算子,优化传感网络节点的混合粒子群算法,在严格确保无线传感器网络连通性的条件下,传感器节点配置数目达到要求的覆盖度,并进行仿真。仿真结果表明混合粒子群算法能快速收敛到更精确的解,使网络节点配置达到覆盖的优化要求。     

无线传感器网络节点能耗测量及分析

传感网能量高效是无线传感器网络研究中的关键性问题,而对节点能耗的准确测量评估是基础。现有的传感器网络节点能量测试方法,难以满足长时间、细粒度和高精确的测量需求。设计了一款传感器网络节点能耗测量设备,它利用电流采样、高速模拟数字转换芯片和可编程逻辑阵列构成的功耗测量电路实现对节点功能的准确和连续的测量,并对测量结果进行进一步分析。结果表明,该功耗测量设备符合传感网节点的实际运行情况,测量结果为传感器网络节点在线的能耗评估提供了数据依据。     

无线传感器网络及相关问题研究

无线传感器网络（WSN）由大量具有数据感知、信息处理和无线通信能力的传感节点组成,节点间以无线多跳的无中心方式连接,集合了传感测量、微电机系统（MEMS）、嵌入式计算以及网络通信等多门学科。通过对无线传感器网络的组织结构、管理技术和体系结构的理论研究,分析了其特征。剖析了无线传感器网络中面临的安全威胁,并提出了有效的解决方案。针对无线传感器网络的特点,设计高效、安全的无线传感器网络是非常具有挑战性和现实意义的工作,无线传感器网络的应用领域会更加广泛。     

无线传感器网络节点的功耗分析与测试

能量消耗问题是无线传感器网络的核心问题,直接影响着网络的生命周期。本文从无线传感器网络节点的硬件构成其及运行机制、计算复杂性、数据通信量等方面去分析节点的功耗,并建立模块的功耗模型;接着研究传感节点的电流特点和微功耗测量技术,设计了一种传感节点的测量系统,以验证节点的低功耗特性。这些措施都是为了更好地分析解决无线传感网络中的能量消耗问题,保证传感器网络能量管理的有效性。     

基于模糊强化学习和果蝇优化的WSN数据聚合算法

在无线传感器网络中,传感器的能量时有限的,如果传感器的能量耗尽,那么无线传感网络的鲁棒性和寿命就会大大降低.因此,提出了基于模糊强化学习和果蝇优化的数据聚合机制,以最大限度地延长网络寿命,并进行高效数据聚合.首先,网格聚类用于簇的形成和簇头的选择,接着评估各个网格簇所有可能的数据聚合节点,然后采用模糊强化学习选取最佳数据聚合节点,最后利用果蝇优化算法动态定位整个无线传感网络的数据汇聚节点.仿真结果表明,提出的数据聚合方案在能耗和网络鲁棒性方面优于对比方案.     

无线传感器网络智能信息处理研究

由大量微小传感器节点组成的无线传感器网络主要用于从目标对象收集信息,但由于节点资源受限,给无线传感器网络的信息处理带来了严峻挑战,为此,必须采取简单、高效的处理策略.本文综述了无线传感器网路环境下智能信息处理的最新研究进展,包括网内聚合、数据压缩和分布式存储和查询等方法,对各种算法的优缺点进行评述,并指出了其关键问题.孙优贤(1940-),男,教授,博士生导师,中国工程院院土,研究方向为复杂系统理论、分布控制系统以及企业综合自动化等.     

一种WSN网关节点的设计与实现

无线传感器网络WSN是由分布在给定区域内大量无线传感器节点构成的一种新型信息获取系统,而无线传感器硬件节点的设计与实现是其应用的关键和基础工作.针对将无线传感器网络应用在青藏铁路沿线多年冻土区典型段进行地温、变形监测方面的特殊要求,设计了一种无线传感器网络系统,该网络由大量普通传感器节点、若干网关节点及一台计算机构成.无线传感器节点布撒在需要监测的区域内.将所探测到的有用信息通过初步的数据处理和信息融合之后,通过相邻节点接力的方式传送给网关节点.网关节点通过无线方式接收各传感器节点的数据并以有线的方式将数据传送给最终用户计算机.本文详细介绍了一种基于CC2431的网关节点以及基于C8051F320的USB接口的软硬件设计与实现.     

基于递推最小二乘和改进支持度的WSN数据融合算法

无线传感器网络(WSN)在空间和时间上均存在数据冗余问题。为了在保证精度的前提下减少冗余量,提出了基于递推最小二乘和改进支持度的WSN数据融合方法。针对单个传感器节点,采用递推最小二乘法进行数据融合。针对节点之间的冗余问题,应用分批融合思想对系统降维,将灰色接近度理论与自支持度结合改进支持度函数,对各子系统分别采用基于改进支持度函数的加权算法进行融合。采用一个包含7个传感器节点的无线传感器网络对该算法进行了检验。结果表明,该融合算法能够显著减少数据计算量与传输量。融合后的数据均方误差为0.1597,能够满足实际应用对精度的要求。     

基于深度学习算法的无线传感器异常数据检测

提出了基于深度学习的异常数据检测的方法,精准检测到无线传感器异常数据并直观展现检测结果。基于无线传感器网络模型分簇原理,通过异常数据驱动的簇内数据融合机制,去除无线传感器网络中的无效数据,获取无线传感器网络有效数据融合结果。构建了具有4层隐含层的深度卷积神经网络,将预处理后的无线传感器网络数据作为模型输入,通过隐含层完成数据特征提取和映射后,由输出层输出异常数据检测结果。实验证明：该方法可有效融合不同类型数据,且网络节点平均能耗较低;包含4层隐含层的深度卷积神经网络平均分类精度高达98.44%,1000次迭代后隐含层的训练损失均趋于0,可实现无线传感器异常数据实时、直观、准确检测。     

基于NI WSN的智能家居监控系统设计

随着物联网和计算机技术的不断发展,智能化、网络化、信息化是现代家居系统的必然发展趋势;将NI无线传感器网络(WSN)技术引入到智能家居监控系统的设计中,基于NI WSN系列产品进行了无线智能家居系统的总体框架、硬件型号和软件流程设计;系统的传感器节点分别采集盗情、烟雾、温湿度等参数,以无线形式通过网关将数据传输至上位机PC,在PC端利用Labview软件实现了智能家居防盗系统、火灾报警系统、环境舒适度等参数的实时在线监控,取得了良好的人机交互界面,并具有远程终端监控功能;该智能家居监控系统具备低功耗、实时性好、易扩展及可现实远程监控等优点,在智能家居领域具有广阔的市场前景和推广应用价值。     

多稀疏基分簇压缩感知的WSN数据融合方法

针对传感器节点采集数据精度与能量消耗的矛盾,提出多稀疏基分簇压缩感知的无线传感器网络WSN（Wireless Sensor Network）数据融合方法。该方法利用改进的阈值对随机部署的传感器节点进行簇首选择继而形成最优簇,簇首采用伯努利随机观测矩阵对簇内节点信号进行线性压缩投影,然后将压缩的信息传送给汇聚节点,减少数据传输即降低通信能耗,从而提高网络的生命周期。根据传感器节点监测信号在有限差分和小波中都具有可压缩特性,汇聚节点在有限差分和小波两个稀疏基的约束下,利用OOMP算法分别对线形压缩投影信息进行重构;并采用最小二乘法融合重构信号,提高数据精度。仿真实验结果表明,多稀疏基分簇压缩感知的WSN数据融合方法在减少数据发送的情况下,能提高整个网络的生命周期,解决采集数据精度与网络生命周期的矛盾。     

WSN中故障诊断性能与平均节点度研究

在基于无线传感器网络的结构健康监测中,故障节点产生并传输的错误数据将消耗节点的能量和带宽,同时会形成结构健康监测的错误决策。针对该问题,提出一种节点故障诊断算法,利用节点感知传感数据的空间相似性,通过对邻节点所感知的传感数据进行比较,确定检测节点的状态,将测试状态向网络中其他相邻节点进行扩散,实现网络中全部节点的故障检测。同时介绍在不同平均节点度下改善故障诊断率的方法。实验结果表明,该算法能够获得较好的性能。     

基于无线传感器网络的森林火灾监测预警系统

无线传感器网络是信息科学的一个新研究领域,提出了一种基于无线传感器网络的森林火灾监测预警技术的系统框架及其实现方案,重点讨论了森林火灾预测预报模型、无线传感器网络节点的部署及拓扑形成机制、传感器网络节点与火险精确定位方法、无线通信协议等关键问题.     

基于移动信标的无线传感器网络节点定位技术综述

无线传感器网络已在许多领域有着广泛的应用,网络中的节点定位是为诸多应用提供了基本信息,基于移动信标的无线传感器网络节点定位是重要的研究领域之一。介绍了基于移动信标的无线传感器网络节点定位的基本原理和评价标准,对该技术的未来进行了展望。     

煤矿井下超宽无线传感器网络定位技术的研究

超宽带技术作为一种新型短距离无线通信方式,其所采用的纳秒级窄脉冲具有许多传统正弦载波无法比拟的优势。基于超宽带技术本身具有的特性,将其与无线传感器网络技术相结合,可以广泛应用于煤矿井下环境,通过无线传感器网络节点定位实现安全监测。本文主要介绍了无线传感器网络节点定位基本原理和算法,提出适合煤矿井下环境的定位算法,并且在传统的测距定位方法基础上进行改进。仿真结果表明,改进的定位算法有效的提高了节点定位精度和定位性能。