无线传感器网络中负载均衡的sink节点移动策略

在无线传感器网络中,部分传感器节点由于担任过多数据中转任务,需要消耗较多的能量.使其过早死亡.缩短了网络的寿命.本文提出基于sink节点移动的策略.将感知区域分割成有限个虚拟单元格,并以每个虚拟单元格的中心作为sink节点的备选移动位置.然后,通过解线性规划问题确定sink节点的移动位置和停留时间.通过此方法.在一定程度上均衡了传感器节点的负载.延长了网络寿命.     

面向网络生存时间的传感器网络融合延迟分配算法

融合延迟分配策略是影响数据融合效率的重要因素之一,而数据融合的目的是减少数据冗余,降低网络能量消耗,延长网络生存时间.提出了一种面向网络生存时间的延迟分配算法,该算法直接以网络生存时间为优化目标,根据对网络生存时间的贡献分配传输延迟;通过理论推导证明了该算法的有效性;引入动态规划方程,给出了该算法的具体实现;最后通过仿真实验给出了各参数对网络生存时间的影响关系.     

基于Voronoi图的无需测距的无线传感器网络节点定位算法

将Voronoi图应用于无线传感器网络定位问题中,提出了VBLS(Voronoi diagrams based localization scheme)定位算法.它首先对接收到的anchor节点的接收信号强度(RSSI)从大到小进行排序,然后利用UDG图依次计算每个anchor节点的Voronoi区域,最后将所有Voronoi区域交集的质心输出作为定位结果.通过仿真将VBLS和另外两种无需测距的定位算法(W-Centroid和Centroid)进行了比较.仿真结果表明,对于anchor节点随机摆放的情况,VBLS的定位误差比Centroid和W-Centroid分别降低了18%和13%;对于anchor节点均匀摆放的情况,VBLS的定位误差比Centroid降低了7%,比W-Centroid增加了2%.     

无线传感器网络

无线传感器网络被誉为21世纪四大高新技术之一。文章对无线传感器网络与传统网络的区别、技术特点和体系结构进行了探讨,重点针对无线传感器网络的现有各层协议进行了分析比较,最后,针对无线传感器网络发展所需的关键技术,提出来来我们重点研究的几个亟待解决的技术问题。     

无线传感器网络中传感器节点的布置

在无线传感器网络中，传感器节点收集本地数据，通常通过其它节点将数据转发给基站，因而离基站越近的节点，消耗的能量越多．如果采用通常的方法，即均匀布置传感器节点，则基站附近的节点将很快消耗完能量，基站也就无法收集数据．本文通过研究无线传感器网络中的能量消耗，得到了一个布置传感器节点的密度函数，按此函数布置传感器节点可以有效地延长系统的生命期．理论分析和模拟结果表明，本文的布置方案将系统生命期提高到均匀布置方案的3R/2t倍，这里t为传感器节点的通信距离，R为传感器节点的分布区域半径．     

基于概率攻击图的无线传感器网络安全定位方法

无线传感器网络一般情况下主要部署在无人看守的敌对环境中,非常容易受到攻击节点的影响,为其实际应用带来巨大挑战。而攻击图可具体描述攻击行为的多项攻击流程之间的关系。因此,提出基于概率攻击图的无线传感器网络安全定位方法,具体步骤包括进行网络部署、安全定位,完成异常节点剔除;通过实验论证,得出基于概率攻击图的无线传感器网络安全定位方法,其定位误差伴随恶意信标比例的波动并不明显,且可一直维持在较低的水平,表明节点对恶意节点进攻的抵抗能力要优于标准定位方法。     

Mobility Limited Flip-Based Sensor Networks Deployment

An important phase of sensor networks operation is deployment of sensors in the field of interest. Critical goals during sensor networks deployment include coverage, connectivity, load balancing, etc. A class of work has recently appeared, where mobility in sensors is leveraged to meet deployment objectives. In this paper, we study deployment of sensor networks using mobile sensors. The distinguishing feature of our work is that the sensors in our model have limited mobilities. More specifically, the mobility in the sensors we consider is restricted to a flip, where the distance of the flip is bounded. We call such sensors as flip-based sensors. Given an initial deployment of flip-based sensors in a field, our problem is to determine a movement plan for the sensors in order to maximize the sensor network coverage and minimize the number of flips. We propose a minimum-cost maximum-flow-based solution to this problem. We prove that our solution optimizes both the coverage and the number of flips. We also study the sensitivity of coverage and the number of flips to flip distance under different initial deployment distributions of sensors. We observe that increased flip distance achieves better coverage and reduces the number of flips required per unit increase in coverage. However, such improvements are constrained by initial deployment distributions of sensors due to the limitations on sensor mobility     

基于Voronoi图的蜂群优化算法在WSN覆盖中的应用

包含移动节点的混合网络成为无线传感器网络发展的主流.为了优化混合无线传感器网络的部署质量,提高部署效率,提出一种基于Voronoi图的蜂群优化算法来指导移动节点的部署.通过Voronoi多边形迅速找到固定节点部署的覆盖漏洞,指导引领蜂的生成,利于迅速定位全区域覆盖漏洞;通过评价漏洞大小代替轮盘赌选择方式来实现跟随蜂的开采过程,利于局部优化.仿真结果表明,该算法简便易实现,能够迅速收敛,提高网络覆盖率,达到混合网络的最优覆盖效果.     

无线传感器网络时钟同步技术

在无线传感器网络中,时钟同步是一项重要的支撑技术;诸如数据融合、TDMA调度、休眠唤醒节能模式和移动节点定位等应用均需要传感器节点本地时钟保持同步;由于传感器网络一些独特的内在特性,NTP等传统同步技术无法适用于这种新型网络;因此,越来越多的研究者开始关注传感器网络时钟同步协议的研究与设计;通过回顾时钟同步的问题及传感器网络对时钟同步的需求,介绍了时钟的数学模型,并基于该模型讨论了时钟同步的3个重要概念:时钟漂移、时钟偏移和分组的传输延迟;之后简要阐述了3种专门为传感器网络设计和提出的典型传感器网络时钟同步协议.     

无线传感器网络中一种基于虚拟坐标的路由选择策略

针对无线传感器网络中的障碍物问题,设计了一种基于虚拟坐标的分布式路由策略--VCBR,VCBR能够较精确地判断两节点之间是否存在障碍物.针对存在障碍物的情况,VCBR以较短的路径绕开障碍物,从而避免了由障碍物引起的死端节点问题,进而高效地完成路由选择.理论分析与实验结果表明,本文提出的路由策略能够降低数据丢包率,并显著地缩短了平均路径长度.     

使用移动终端作为SINK节点的无线传感器网络

无线传感器网络由传感器节点,接收发送器(SINK),因特网以及用户管理节点组成.传感器节点通过SINK节点与因特网进行交互.在目前的无线传感器网络中,SINK节点是固定的,而且多采用有线的方式与因特网进行连接,这种方式已经限制了无线传感器网络的发展,这时需要一种具有良好移动性的SINK节点来为网络服务.本文提供了一种将移动终端与SINK节点相结合的实现方法,并且通过这种结合实现了将通信网和无线传感器网络结合起来.     

无线传感器网络中的数据查询

无线传感器网络以数据为中心,提供数据采集、处理和查询功能.数据查询是无线传感器网络研究中的重点和热点问题.本文从查询过程的角度出发,对目前传感器网络数据查询研究现状进行了系统总结.在此基础之上,考虑传感器网络的异构性,提出了一种基于感知数据之间的数据信息的查询模型,并设计了感知数据交互必须的数据标签,给出了这种数据查询的应用实例.分析表明,该种数据查询能够大大提高传感器网络的查询效率,同时增强网络的健壮性,延长传感器网络使用寿命.     

无线传感器网络中的节能策略

为了实现无线传感器网络(WSN)中能量的高效利用从而延长网络寿命,结合已有的研究,讨论了无线传感器网络中引起能量浪费的主要因为,总结并详细阐述了现有的用于无线传感器网络中的几种主要节能策略,如体眠机制、数据融合机制以及冲突避免机制等.对这些策略的分析表明使用节能机制可以有效地降低能耗.最后针对当前节能方法面临和需要解决的关键问题,提出了对节能策略研究趋势的几点设想.     

低功耗自组织无线传感器网络

无线传感器网络集成了传感、无线通信、嵌入式计算、微机电系统（Micro-Electro-Mechanism System,简称MEMS）以及微电子（如SOC）等各项技术,能够协同地实时监测、感知和采集各种环境或对象的信息,并对其进行处理,通过特定的网络技术将需求的信息传送给用户;该项技术的研究为解决未来10年中一个最具有挑战性的问题——“最后一米”的数据采集与通信问题,提供了一条有效途径,可以应用在国防军事、环境科学以及智能家居等等各个领域;文中首先介绍了无线传感器网络的概念、特点与应用背景,接着简述了该项技术的研究内容、设计目标以及国内外研究状况,最后,剖析了无线传感器网络的节点以及网络体系结构、算法和协议等研究热点并提出了需要进一步研究的问题.     

无线传感网中的安全问题

发展物联网已提升到我国国家战略的重要高度。无线传感网作为物联网的重要组成部分,随着其应用越来越广,其安全问题已成为关注的焦点。在介绍无线传感网特性的基础上,全面分析了无线传感网存在的安全问题,为无线传感网安全研究和应用指出了努力的方向。     

Top-k Monitoring in Wireless Sensor Networks

Top-k monitoring is important to many wireless sensor applications. This paper exploits the semantics of top-k query and proposes an energy-efficient monitoring approach called FILA. The basic idea is to install a filter at each sensor node to suppress unnecessary sensor updates. Filter setting and query reevaluation upon updates are two fundamental issues to the correctness and efficiency of the FILA approach. We develop a query reevaluation algorithm that is capable of handling concurrent sensor updates. In particular, we present optimization techniques to reduce the probing cost. We design a skewed filter setting scheme, which aims to balance energy consumption and prolong network lifetime. Moreover, two filter update strategies, namely, eager and lazy, are proposed to favor different application scenarios. We also extend the algorithms to several variants of top-k query, that is, order-insensitive, approximate, and value monitoring. The performance of the proposed FILA approach is extensively evaluated using real data traces. The results show that FILA substantially outperforms the existing TAG-based approach and range caching approach in terms of both network lifetime and energy consumption under various network configurations.     

无线传感器网络中的路由技术

近几年,对无线传感器网络的研究悄然兴起。它是在数字电路、无线通信、微电机系统(Micro-Electro-Mecha-nismSystem,MEMS)等技术的基础上发展起来的一种新兴网络,在军事、医疗、家用等多个领域均有广阔的应用市场。该文介绍了无线传感器网络的体系结构,重点讨论了适用于传感器网络的路由技术等关键技术。