无线传感网络节点定位技术

节点定位是无线传感网络的关键技术之一.介绍了无线传感网络的结构和节点定位技术的分类.针对于静态锚节点和无锚节点的定位方法,介绍了每个算法的原理,分析了误差产生的原因,概括了算法适用的条件,并介绍了目前提出的有效的改进方法.对于目前在无线网络定位中出现的问题做出了展望.     

基于社会网络的移动无线mesh网络节点移动模型

为了适应移动无线mesh网络在军事作战、灾后救援等特殊领域,为路由协议及拓扑控制设计提供理论模型,研究了基于社会网络的节点移动模型,并比较了各节点移动模型在实际应用中的优势和劣势。研究结果表明,针对不同的应用场景,选用合理的移动模型进行拓扑建模,可有效改善网络的性能。     

基于SimpliciTI协议的无线传感网络系统设计

该文设计了一种基于SimpliciTI协议的无线传感网络系统,传感器节点以MSP430单片机和射频芯片CC1101为核心,并辅以温湿度、光照、红外等传感器.节点使用随机物理地址,网关采用基于ARM9的嵌入式处理器AT91SAM9261.运行在网关上的上位机可以实时观察节点采集的数据并加以控制.实验结果显示,基于协议的该...     

基于Memetic算法的无线传感网络覆盖优化

针对无线传感网络覆盖优化中工作节点集难以选取的问题,提出了一种基于Memetic的覆盖优化算法.该算法主要由选择算子、交叉算子、变异算子、禁忌局部搜索算法和种群更新策略组成.利用相邻节点间的区域覆盖关系,减少局部搜索中邻域的目标函数值计算量、提高计算速度,并利用随机和贪婪的策略构造一个质量较好的初始种群.仿真结果表明,该算法具有较强的搜索能力,能快速收敛于优秀解、实现工作节点集的优化选取、降低网络冗余和能耗、延长网络的生存时间.     

MASC: 一种基于移动辅助节点的Sweep Coverage机制

为了改进Sweep Coverage机制的性能,引入了移动辅助节点来辅助数据传输,并在此基础上提出了一种两层结构的Sweep Coverage机制（Mobile-assisted Sweep Coverage,MASC）。MASC首先将POI分配给移动传感器节点完成数据采集,然后通过移动辅助节点来实现移动传感器节点和汇聚节点间数据的中继。仿真结果表明,在相同的网络场景下,提出的MASC机制较以往的覆盖机制取得更好的性能表现。     

自适应蒙特卡罗无线传感器网络移动节点定位算法

针对无线传感器网络中蒙特卡罗定位算法在节点的无线射程为非理想条件下定位精度不高、采样率低等缺点,提出一种自适应蒙特卡罗移动节点定位算法。该算法利用不同区域的采样粒子对未知节点的定位精度影响不同,自适应地调整不同区域的采样粒子的影响权重,对未知节点进行定位;同时,利用上一时刻采样粒子增加限定条件,提高定位精度。仿真结果表明,本算法在规则度不同的条件下节点的定位误差平均下降了约13%,在速度不同的条件下定位误差平均下降了约10%,网络覆盖率可达到99.19%。     

有向传感网络中移动目标栅栏覆盖算法

通过调整有向传感节点的传感方向,实现网络强栅栏路径的构建.定义交点集和关联节点集以刻画区域边界以及相邻节点间位置关系,将问题从二维连续空间映射到二维离散空间;其次,构建全局覆盖图对问题进行建模,采用图论方法快速判定已知网络布局能否构成强栅栏覆盖.若存在,则选取满足最少节点数目的栅栏路径.仿真结果对算法的性能进行了有效验证.     

面向无线移动Mesh网络的路由节点移动决策机制

针对如何指导路由节点移动这个问题,提出了一种新颖的路由节点移动决策机制。该机制包括移动路由节点分类、路由节点的状态转换、路由节点的移动决策、拓扑结构的优化。仿真结果表明,采用该机制的无线移动Mesh网络能阻止网络的分裂,为移动终端节点提供较高的转发吞吐量。     

面向无线传感器网络节点定位的移动锚节点路径规划

针对无线传感器网络定位的需求,对移动节点的路径进行了分析与规划。首先设计了移动锚节点与传感器节点间的通信过程,使锚节点获得足够的局部邻居信息,作为后续动态选择目标子区域的基础。然后设计了一种动态、静态轨迹相结合的移动路径,在保证定位率的同时,可以有效避开网络中的空白区域。仿真结果表明：在不同的节点分布下,本工作的算法在定位率和路径长度等方面有良好的表现。     

WSN的移动Agent随机模式与分析

提出了一种随机的移动agent模式。该模式通过移动agent提供的迁移能力,支持基于群算法的事件监测,优化网络覆盖方案。通过移动agent随机生成和随机迁移,在确保对事件的检测和覆盖率的前提下,能够减少监测领域中的活动节点。通过移动agent提供的群智能提高无线传感器网络在不同环境的适应能力,适用于当网络由于能量损耗导致的分割或孤立的环境。仿真结果显示,基于该模式的算法在覆盖效率和通信距离要求上,表现出了良好的性能。     

基于计算节点和转发节点的WSN自组织聚簇算法

针对无线传感器网络（WSN）中数据计算需求和由簇首负载过重引起的热点问题和能量空洞问题,提出基于计算节点和转发节点的自组织聚簇算法（SCATN）,对簇首功能进行分解,以计算节点满足数据计算需求,以转发节点进行数据转发,并通过分布控制解决热点问题和能量空洞问题.聚簇过程采用自组织方式控制功能节点的生成、分布,从而解决分布不均匀和连接性问题.同时,普通节点自主更换归属簇以及时、细粒度地调整计算节点负载.仿真实验结果表明,与现有几种聚簇算法相比,SCATN算法可有效地提高网络生存时间,增加基站的吞吐量,降低丢包率.     

嵌入式无线传感器网络节点设计

在分析无线传感器网络的体系结构的基础上，从硬件设计、软件设计和软、硬件协同设计等几方面对无线传感器网络的节点设计进行了探讨，对链路层和网络层协议进行了研究，并从硬件和软件的角度进行了节点的节能考虑。     

智能天线辅助的WSN节点自定位算法

位置信息是无线传感器网络（WSN）中的一种关键基础信息.在节点部署范围较大、节点密度较小的环境中,很多定位算法在定位精度或成本上不理想.为此,提出一种利用智能天线方向性的节点自定位算法.该算法包含两类节点：一是配备智能天线、全向天线和全球定位系统（GPS）的中心节点;二是配备高频率时钟,可支持基于到达时间（TOA）测距的网络节点.在定位过程中,中心节点发送有方向性的定位信号,网络节点借助定位信号判断自身相对于中心节点的角度,并结合TOA测距信息,确定自身位置.通过该方法,节点以较小的运算量得到较精确的定位结果,且网络中只有中心节点功能较强,因此系统总体成本低.分析和仿真结果表明,该方法能以较小的运算量和较低的成本提供较高的定位精度.     

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.     

基于WSN的智能用电监测节点的设计

为实现电力需求侧用电信息的智能化监测与管理,基于无线传感器网络技术,设计并实现了面向电力用户侧的智能控制用电监测节点.介绍了基于射频芯片CC2420和MSP430系列单片机,电能计量芯片RN8209G的智能用电监测节点的设计.该节点具有智能开关控制、电能采集、过载保护和能耗管理等功能,对设计的节点进行了硬件测试和组网通信测试实验.实验结果验证了开发的节点可实现用户侧远程用电监测与控制,并具有良好的实时性和准确性.     

A New 3D Wireless Directional Sensing Model and Coverage Enhancement Algorithm

Coverage control for each sensor is based on a 2D directional sensing model in directional sensor networks conventionally. But the 2D model cannot accurately characterize the real environment. In order to solve this problem, a new 3D directional sensor model and coverage enhancement algorithm is proposed. We can adjust the pitch angle and deviation angle to enhance the coverage rate. And the coverage enhancement algorithm is based on an improved gravitational search algorithm. In this paper the two improved strategies of GSA are directional mutation strategy and individual evolution strategy. A set of simulations show that our coverage enhancement algorithm has a good performance to improve the coverage rate of the wireless directional sensor network on different number of nodes, different virtual angles and different sensing radius.     

基于萤火虫算法优化FCM的WSN路由算法

针对无线传感器网络节点能源有限,容易出现能量负载不均衡的问题,提出了一种基于萤火虫算法优化模糊C均值(FCM)的无线传感器网络(WSN)路由算法(FFACM),优化了分簇路由算法中的分簇阶段和簇间路由建立阶段。在分簇阶段,使用萤火虫算法计算初始聚类中心,避免模糊C均值算法因初始聚类中心而陷入局部最优的问题。在选择簇首节点上,建立关于剩余能量和距离的适应度函数,选取适应度值最大的节点作为簇首节点并动态更新。通过计算节点间的链路代价并根据剩余能量和到sink节点的距离建立代价函数,选择代价函数值最小的节点建立簇间多跳路由,使得簇首节点的负载降到最低。从仿真实验结果可知,相比于其他无线传感器网络的路由算法,FFACM算法能有效均衡网络负载,降低节点能耗,从而延长网络的使用周期。     

基于节点间覆盖关系的改进DV-Hop算法

针对经典DV-hop算法在估计跳数时所引起的定位误差,提出了基于覆盖比例的定位算法. 根据两节点间的通信覆盖率引入跳数系数,降低了每跳距离产生的误差,精确未知节点距参考节点的位置. 仿真结果表明,改进的算法能使节点的定位精确度提高,使误差比原始算法降低10%左右.     

移动代理Aglet的网络节点信息采集和实现

对Aglets进行了深入和系统的研究。阐述了系统迁移机制和消息机制。提出了基于主从式（Master—Slave）和巡行路线式（Itinerary）结合的交互设计模式。并依据此模式实现了基于Aglet平台的网络节点信息采集．