无线传感网络最佳候选节点空洞攻击抑制方法

无线传感网络受到空洞攻击时,导致部分节点失效,影响传输数据的安全性和稳定性,为此提出了无线传感网络最佳候选节点空洞攻击抑制方法。选取目标范围内休眠的冗余节点作为最佳候选节点,明确检测空洞攻击的位置。运用加权平均法检测攻击行为,把节点重点标记信息实行加权。分析簇首接收和传输数据的整体能量损耗,令所有簇首的存活周期达到最大,借助构建的空洞抑制模型实现对各种类型攻击的抑制。仿真结果表明,所提方法网络覆盖率高于94%、检测成功率高于87%、虚警率低于4%、分组投递率高于93%。由此可知所提方法抑制空洞攻击的效果较佳,可保证网络正常工作。     

基于移动节点的无线传感器网络覆盖空洞修复方法

无线传感器网络（ WSNs）一旦产生覆盖空洞,则会严重影响网络性能,针对此问题,提出了一种基于移动节点的覆盖空洞修复算法——联合补丁法,该算法按照预先制定的缝制方案把所需的移动节点“缝制”成一块大的“布”,然后对空洞进行直接修复。首先,在理论上证明了该算法的性能;其次,用Matlab进行仿真实验,并与基于移动节点的三角形逐个贴片修复算法（ PATT）在所需节点数和冗余度两方面进行对比;最后,对算法的稳定性进行了分析。最终表明：该算法具有较高的覆盖率和较低的冗余度。     

WSN的极坐标最小能耗覆盖空洞修复算法

针对混合无线传感器网络中的覆盖空洞问题,提出了一种基于极坐标的空洞修复算法。首先,通过计算静态节点感知圆交叉点的位置确定空洞边界点,连接空洞边界点构造空洞多边形;其次,按照极坐标方法计算每个空洞多边形中的虚拟修复节点位置;最后,建立虚拟修复节点与移动节点之间的距离数据表,将表中移动节点移动到与之匹配的虚拟节点位置上,完成空洞修复。仿真结果表明,该算法能够有效判定并修复网络中的覆盖空洞,相比同类算法,所需移动修复节点数量较少,移动节点平均移动距离较短,在提高网络覆盖质量的同时延长了网络的生存周期。     

异构WSNs中节点稳定匹配的覆盖空洞修复优化算法

针对异构无线传感器网络中初始节点随机部署或节点失效产生覆盖盲区的问题,提出一种节点稳定匹配的覆盖空洞修复优化算法(ROA-NSM)。首先,对静态节点进行Voronoi多边形划分确定节点覆盖盲区,通过Delaunay三角形计算虚拟修复节点位置;其次,基于距离和能量阈值函数计算节点优先级,建立虚拟修复节点与移动节点的稳定匹配关系;最后,通过移动节点位置的移动,实现覆盖空洞修复的优化。仿真实验表明,优化算法使每个虚拟修复节点有最优的移动节点匹配,通过与已有相关覆盖空洞修复算法比较,ROA-NSM优化算法收敛速度加快,匹配次数和节点移动距离减少,覆盖率提高。     

基于免疫克隆的WSN能量空洞避免算法

基于同心环模型分析无线传感器网络中的能量空洞,描述动态最长-最短圆环寿命问题,建立该问题的数学模型,提出一种基于免疫克隆的能量空洞避免算法,通过寻找随着圆环宽度不断变化的最优传输距离序列来延长网络寿命。仿真结果表明,该算法能均衡网络能量消耗,有效提高网络寿命。     

复杂环境下一种多移动节点的WSN三维覆盖算法

依据现实环境中对于复杂的山丘、沟壑等空间立体目标进行监测的需要,提出一种多移动节点的无线传感器网络三维覆盖算法。通过在三维空间中选取目标监测点,采用基于误警率的节点感知模型感知目标监测点,计算目标监测点的三维联合探测概率进行覆盖空洞分析,找出移动节点最优移动路径,调整移动节点移动位置实现对目标监测点的全覆盖,解决三维环境中恶劣复杂情况下的监测问题。仿真结果表明,该算法可有效探测覆盖空洞,并能够利用移动节点对其进行修复,在满足目标监测节点全覆盖的同时使移动节点的移动距离最优,降低网络能耗。     

基于移动节点的无线传感器网络覆盖优化研究

针对无线传感器网络中因节点的任意部署导致出现覆盖空洞的问题,采用了移动节点进行修复的思想,提出了一种基于向量代数的分布式方法来确定节点的移动方向和通过感知半径来确定节点的移动距离的节点移动方案。仿真实验结果表明,该策略提高了网络的覆盖率,减少了所需移动节点的个数和移动节点的能量消耗。     

一种基于移动节点的无线传感器网络修复方法

传感器节点的随机部署不均匀或者由于负载不均导致有的节点能量提前耗尽,导致无线传感器网络出现覆盖空洞.针对已检测到的覆盖空洞,提出一种基于相切圆的修复算法,并从理论上证明该算法的可行性.算法的基本原理是以相邻2个边界传感器节点求它们相切圆的圆心位置,即新增加的移动节点的位置,通过反复求解相切圆的圆心位置来达到修复的目的.通过仿真实验证明:算法不仅能达到90％的修复覆盖率,而且修复后的冗余度相比其他算法也较低.     

WSN中APIT节点定位改进算法研究

为了提高无线传感器网络中APIT定位算法的定位覆盖率,提出了Min-max方法与APIT相结合的定位算法。改进算法不需要额外添加硬件,且容易实现。仿真结果表明改进算法与APIT算法相比定位覆盖率有显著提高。     

无线传感器网络汇聚节点的研究与实现

研究无线传感器网络中汇聚节点的设计原则,分析汇聚节点的特性与需求,进行器件的选型。基于PXA270低功耗嵌入式处理器的设计实现了具有串口、以太网、USB和CF等多扩展接口的汇聚节点硬件平台。给出引导加载程序的过程,并在自主设计的硬件平台上实现了Blob的移植。     

一种基于DV-Hop的无线传感器网络节点定位算法

针对无线传感器网络节点的自身定位问题,提出一种基于分布式协作的DV-Hop改进算法.在距离计算的基础上,采用最大似然估计方法选取共线度较低的参考点作为锚节点.综合考虑所有锚节点,以可信度为准则,通过加权平均计算每一个未知节点的平均跳距.计算未知节点的定位误差,将误差低于预设阈值的未知节点转化为锚节点,扩大定位范围.仿真结果表明,在初始锚节点数和通信半径相同的情况下,该算法的定位误差比DV-Hop算法减少约20％,尤其当节点密度较小时,其定位误差可稳定在40％以下.当节点通信半径超过10 m时,该算法的剩余节点比例可降低约30％.     

WSN中基于分布式的覆盖洞修复算法

无线传感器网络(WSN)中存在因节点能量耗尽和移动节点撒播不均而出现的覆盖洞问题,覆盖洞的出现会降低网络的覆盖率和连通性,严重影响网络性能。为解决该问题,构造一种既有静态节点又有移动节点的混合网络模型,并提出一种WSN中基于分布式的覆盖洞修复算法。利用静态节点指导移动节点移动到最优位置,达到修复覆盖洞目的。仿真实验结果证明,该算法能在空洞覆盖率和节点代价之间取得最佳平衡。     

基于能量感知的无线传感器网络Sink节点移动方案

节点能量直接影响无线传感器网络的寿命。为此,从保存节点能量角度入手,结合最大容量路径路由协议,提出基于能量感知的Sink节点移动方案EASM-INL,以最大化提高网络寿命。在EASM-INL方案中,传感节点依据电量水平调整传输范围,当电量下降时缩短传输范围,从而保存电量。 Sink节点收集传感节点的电量数据,计算最大容量路径。只要有一条路径容量值小于门限值, Sink节点就计算正东、南、北、西4个方向上的最大容量值,并沿最小值所在方向移动。仿真结果表明,与同类节点移动方案相比,EASM-INL方案可有效延长网络寿命。     

一种无线传感器网络节点随机部署策略

针对无线传感器网络节点随机部署的盲目性,提出一种按随机均匀分布规律部署无线传感器网络节点的策略。证明在感知区域内,随机均匀部署的大量相互独立的传感器节点数目服从泊松分布,通过建立无线传感器网络节点分布模型,得到面积覆盖率与目标区域节点分布密度之间的关系,设计在目标区域内传感器节点数量的估计方法。实验结果表明,该策略能保证无线传感器网络的覆盖性和连通性,更有效地控制网络成本。     

带移动节点的无线传感器网络节能路由算法

为解决无线传感器网络( WSN)的“热点”问题,避免因网络局部突发事件造成网络过早失效,提出一种带移动节点的WSN节能路由算法。该算法基于网格思想,根据节点的剩余能量以及节点到簇重心坐标距离的加权和来选举簇头,通过可控移动策略调度sink节点接收簇头所收集的数据,节省网络能耗。同时引入能量不受限的中继节点,调度该节点服务于信息传输大的区域,延长网络生存时间。通过仿真实验分析sink节点的移动速度以及加权系数对算法性能的影响,结果表明,该算法在网络的生存时间、总能耗和sink节点接收数据量3个方面均优于TTDD和MSEERP算法。当sink节点的移动速度为5 m/s、加权系数为0.6时,算法性能最佳。     

基于人工蜂群改进算法的无线传感器网络定位算法

针对无线传感器网络无需测距的DV-Hop定位算法中,利用最小二乘法进行节点定位时存在较大误差的问题,提出了一种改进的DV-Hop智能定位算法。首先在详细分析DV-Hop算法中最小二乘法原理的基础上,将定位问题转化成全局最优化问题;其次根据人工蜂群算法计算最优化问题的优势,结合定位具体问题,提出了一种自适应人工蜂群算法;最后将改进的人工蜂群算法运用到DV-Hop算法未知节点的坐标估计阶段实现定位。仿真实验表明,改进的定位算法与最小二乘法及基于传统人工蜂群算法的DV-Hop算法相比,在不同锚节点比例和不同节点数的情况下,定位精度和精度稳定性都有明显提高。     

稀疏无线传感器网络的节点自定位算法

针对基于TOF测距的节点定位算法在稀疏网络中定位覆盖率较低的问题,对初始估计位置进行迭代求精,达到精度门限的升级为锚节点。如果网络中存在不良节点,对节点进行估计分类,并实现对不良节点的定位。仿真结果表明,在适当增加节点计算量和通信开销的条件下,可提高改进算法的定位覆盖率。     

一种改进的无线传感器网络节点部署方案

现有的无线传感器网络节点部署方案需要额外探测和修复边界上的覆盖空洞,增加了网络部署的成本,且节点分布不均匀.为此,提出一种改进的节点部署方案.通过边界部署保证边界上的完全覆盖和连通,在感应区域内生成一个新的凸多边形区域,在新区域上递归调用边界部署算法,直到整个感应区域被完全覆盖.理论分析和仿真实验结果表明,该方案能够保证网络的1-连通性和完全覆盖,消除任务区域存在的边界效应,在部署节点个数和可扩展性方面均优于已有的部署方案.     

群集智能算法在WSN节点定位中的应用

为提高无线传感器网络(WSN)的节点定位的估计精度,提出基于自由搜索优化的智能估计定位算法。自由搜索是一种新的群集智能算法,应用于函数优化。该算法计算量少、收敛速度高、程序实现简洁、需要调整的参数少。利用智能优化算法将参数估计问题转化为非线性函数的优化问题。仿真实验结果显示,与最小二乘估计定位算法相比,新算法的定位精度有所提高。