基于阿基米德螺线的双汇聚节点重定位策略

在无线传感器网络中,传感器节点间不平衡的能耗会产生能量空洞问题,而汇聚节点的重定位可以有效地平衡能耗,提高网络寿命.与单汇聚节点相比多汇聚节点具有减小多跳传输能耗,提高数据传输效率等优势,因此本论文提出了一种基于阿基米德螺线的多汇聚节点重定位(ATSR)策略,该策略利用阿基米德螺线具有恒定的线速度和角速度,使多汇聚节点同时沿着对称的两条阿基米德螺线运动的方式来提升网络生存周期,并针对该策略因数据收集间隔导致的额外能耗问题,提出了性能更好的策略(IATSR).实验结果表明,与其他汇聚节点重定位算法相比,本策略具有更好的性能.     

无线传感网中能量有效的多sink重定位算法

在无线传感器网络中只部署一个静止不动的sink节点会带来诸多弊端,如网络能耗不均衡、生存期短、丢包率大等。为解决上述问题,提出一种新的且容易操作的多sink重定位算法EEMSR,即在整个网络生存期的时间内,多个sink节点能以逐步逼近和协作的方式移动至各自的最优位置。经仿真验证,该算法能极大提升网络生存期和数据包交付率等网络性能。     

基于R树的无线传感器网络节点管理技术

集成了计算、通信和传感器这三项技术的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术.在简单介绍传感器网络和R树相关知识的基础上,针对传感器网络的特点提出一种基于R树的传感器节点管理方法.该方法可以把传感器网络中节点的空间信息有效地管理起来,进而扩充传感器网络的功能.最后,基于这种管理方法分别给出空间区域查询和空间权限管理的解决方法.     

无线传感网络中基于覆盖度优化的自适应遗传算法

在资源受限、多跳的无线传感器网络中,节点分布或网络拓扑结构不合理,将会产生感知阴影和覆盖盲区,严重影响数据感知和网络能效。为此提出一种基于节点移动的总适应度的遗传算法,通过节点的移动对节点进行分簇和重定位,实现网络节点覆盖度的优化和高能效的节点动态部署。仿真表明,算法对节点的重定位优化了节点部署和路由配置,能量在各种不同功能性节点之间的分配更加合理,在适应度参数保持平衡的情况下,减少了网络内节点"重分簇"的次数,最大限度地提高了网络覆盖度和生存期。     

无线传感器网络潜在盲区检测算法

随着无线传感器在军事区域、人迹罕至区的监控和安全资源保护等方面的广泛应用,无线传感器网络也给整个监控区域带来了诸如传感器能源、区域覆盖等问题.针对传感器区域覆盖方面,从另一个侧面分析和揭示了由于播撒随机性和个体传感器监控的局限性所导致整个区域无线传感器网络可能存在的潜在盲区的出现,并提出了相应的潜在盲区检测算法和解决方案.通过大量的实验验证了无线传感器网络潜在盲区检验算法的可行性和有效性,并通过相应的解决方案有效弥补了潜在的漏洞.     

主动式移动传感器网络实验平台建模

基于生活环境监控、探索通过危险区域的安全通路、火灾中被烟雾围困的受害人的营救等不确定环境下的应用需求,在研究了传感器网络和机器人技术的基础上,展示了主动式移动传感器网络的概念,提出了一种主动式移动传感器网络的模型,并建立了主动式移动传感器网络的实验开发平台.     

视频传感器网络中无盲区监视优化

针对监控区域存在障碍物的情况,从无线视频传感节点的有向感知特性出发,讨论了视频传感器网络覆盖效果与监控区域之间的相互关系.在此基础上,定义了视频传感器网络的无盲区覆盖模型.基于虚拟势场的工作原理,提出了一种适用于无盲区覆盖模型的覆盖率动态优化算法PFOFSA(potential field based occlusion-free surveillance algorithm).设计了PFOFSA中虚拟力的相互作用方法与监控节点运动规则,通过监控区域、重叠区域和遮挡区域之间的相互作用,逐步消除网络中的感知重叠区和盲区,优化视频无线传感器网络的覆盖率.最后,通过一系列的仿真实验分析了不同监控区域参数对PFOFSA算法的影响,验证了算法的有效性.     

基于局部路由的中高速传感器网络同步算法研究

传统传感器网络的时间同步方案不适合中高速传感器网络对数据融合和大数据量传输的需要。在固定网络拓扑的结构下,存在邻居节点同步误差较大的问题。同时,全网同步并不适合中高速传感器网络中数据处理周期较长的情况。提出了一种事件触发式、局部同步的中高速传感器网络同步机制及其对应的同步路由算法,解决了邻居节点问题。仿真结果证明,该算法降低了网络中事件区域的同步开销,减小了兴趣节点间的同步误差。     

一种新型嵌入式无线传感器网络的设计

为了解决传统无线传感器网络监控范围小和控制管理难以实现等问题,提出一种新型远程传感器网络的设计方案.给出本设计的硬件结构框图、软件流程图及各个模块的外围电路图.测试结果表明,该设计实现了远程监控数据的传输,能有效地对所需观测的环境因素(如温度、湿度等)进行实时监控.     

大规模无线传感器网络平台的自动烧录方法

在一个大型无线传感器网络实验平台中,通常使用手动烧录方法来解决实验中节点程序更新的问题.然而随着网络规模增大,这种方法存在部署时间长,人为错误多,实验效率低等缺点.为了克服这些缺点,设计并实现了节点自动烧录方法,即通过一次操作完成所有节点程序的自动烧录.实现这种方法一个最为重要的问题就是建立服务器与传感器节点的对应关系.因此设计了一个关系对应算法,它可以有效地得到这种对应关系.最后,通过在已经建立的传感器网络实验平台上进行性能测试,验证了自动烧录方法在烧录节点数目增多时优于手动烧录方法.     

新颖的无线传感器网络组网算法

为有效解决无线传感器网络的网络维护困难性问题,研究性能更好的网络组网算法是一种有效的解决手段．本文给出了无线传感器网络体系结构模型及其连通性定义,在此基础上本文提出了一个具有网络连通性能好的无线传感器网络组网算法并进行了仿真分析,由该算法构成的无线传感器网络不仅具有连通性能好,而且具有保护网络节点能量和控制网络功率的优良特点,所以在传感器网络实际应用中有着光明的前景．     

多等级通信半径的无源传感器网络中的覆盖问题

无源传感器网络是近年来兴起的一种新型的网络结构,可用于解决传统无线传感器网络能量有限、寿命受限的问题.在无源传感器网络中,每个无源传感器节点配备有能量收集模块,可以从周围环境中获取能量.由于周围环境中的能量是无限的,这样,从能量的角度来讲,无源传感器网络的网络寿命是无限的.这样就解决了传统无线传感器网络寿命受限的问题.然而,由于周围环境中的能量源具有能量低、分布不均匀等特点,导致无源传感器网络中的覆盖问题比传统的无线传感器网络中的覆盖问题更加复杂.为了解决无源传感器网络中的覆盖问题,同时也为了让无源节点更有效地利用环境中的能量,考虑了一种具有多等级通信半径的无源节点,并提出了基于多等级通信半径的无源传感器网络中的覆盖问题.证明了这个问题是NP-Hard问题.提出一种基于贪心策略的近似算法,解决了这个问题,并证明了该算法的近似比.同时,采用模拟实验的方式验证了该算法的性能.根据实验结果,该算法是有效且可靠的.     

无线传感网络监测质量的统计分析

无线传感网络作为一种新型的网络技术是当今国内外深受关注的热点研究领域。它是一种新型的网络技术,能够实时地采集分布在网络中的数据信息,并将这些信息传输到网关节点,最终完成复杂的网络监测和跟踪目标的工作。为了解决无线传感网络所面临的挑战,对无线传感网络目标覆盖问题,考虑到随机事件参数未知的指数分布,对随机事件的监测质量进行统计分析,在无线传感网络的背景下对其覆盖问题进行优化。首先,对无线传感网络的背景及现状进行介绍,引出本文的研究目的是对无线传感网络的监测质量进行分析。其次,对无线传感网络的覆盖进行优化调度建立相应网络的模型,设计优化的模拟退火算法,结合统计知识分析,利用参数估计研究其监测质量。最后,通过仿真实验验证本文方法的合理性以及有效性,最终达到延长网络寿命的目的。     

Study on the algorithm for smart community sensor network routing with adaptive optimization via cluster head election

To reduce the uneven energy consumption for the data transmission and extend network life of intelligent community sensor network, an adaptive routing optimized algorithm for intelligent community sensor networks with cluster head election is proposed. In this algorithm, a three-dimensional clustering method adapted to the structure of intelligent community sensor network is proposed. The three-dimensional clustering method uses the cluster head election mechanism based on minimizing the total transmission loss to optimize the energy of the intelligent community sensor network. Second, an adaptive ant colony propagation method is proposed to solve the problem of intercluster data propagation after clustering. With the best path finding algorithm of ant colony algorithm, energy balance routing with lower energy loss and lower packet error rate is proposed. Finally, the simulation results show that the algorithm has better performance in reducing energy consumption and delay, improving transmission efficiency and node survival time.     

基于GSM网络的远程温湿度监测系统研究及实现

为解决现代化农业生产现场温湿度的精准控制问题,设计了一种基于GSM网络的远程温湿度监测系统。该系统由AT89S52单片机、TC35i无线通信模块、温湿度传感器等部分组成。可实现远程温湿度数据的采集、分析、报警和监测等功能。该系统结构可靠,硬件成本较低,采用GSM通信网络即可实现养殖环境自动监控,适合在大面积农业生产中推广使用。     

面向管道系统的无线传感器网络三维节点部署算法

管道系统是事关国民经济发展的基础设施,而节点的三维部署问题是基于无线传感器网络的管道监控系统的基础性技术问题.首先把三维管道结构映射为XY和XZ 2个二维平面结构,分别对其进行传感器节点部署优化分析.然后在此基础上,设计了面向管道系统的三维传感器节点的部署算法.最后对算法进行了覆盖性能、连通性能以及能耗性能的评价,结果表明,该算法能有效解决管道系统节点三维部署问题,为超长油气管道、城市自来水管网及污水管网监测提供理论指导和实践依据.     

基于WiFi的室温氢气检测系统的设计与研究

为了提高氢能源及相关领域中对氢气泄漏的在线监控水平,采用基于MoO3纳米线的室温高性能半导体氢敏元件作为传感探头,以基于Cortex-M3内核的32位低功耗微控制器STM32F103VCT6为主控芯片,采用WiFi终端为客户端,利用路由器组网并以上位机做服务器,通过AT指令和TCP/IP网络传输协议等技术,结合Labview软件平台开发可视化控制和测量结果显示界面,组建了一套包含数据采集、泄漏报警、氢气浓度显示等多功能的氢气泄漏无线监测系统。该系统可通过采集环境中的温、湿度信号对传感探头检测结果进行校正,从而实现大气条件下对待测环境中氢气含量的准确监测,具有低成本、低功耗、响应速度快、监控距离远、组网简单等优点,其无线传感模式可解决产氢、用氢领域传感系统布线困难的问题,还可根据实际需要改变传感器节点的数量和客户端用户界面,具有较强的扩展性。     

粗神经网络及其在数据融合中的应用

给出一种新的神经网络－－粗神经网络结构,并给出了基于粗神经网络的多传感器数据融合模型,阐述了用于数据融合的粗神经网络的结构和训练方法。分析和仿真结果表明,新模型不仅能解决传统模型所能解决的问题,而且能解决传感器输出为二值或一个范围的多传感器数据融合问题。     

Minimum-Time Aggregation Scheduling in Duty-Cycled Wireless Sensor Networks

Aggregation is an important and commonplace operation in wireless sensor networks. Due to wireless interferences, aggregation in wireless sensor networks often suffers from packet collisions. In order to solve the collision problem, aggregation scheduling is extensively researched in recent years. In many sensor network applications such as real-time monitoring, aggregation time is the most concerned performance. This paper considers the minimum-time aggregation scheduling problem in duty-cycled wireless sensor networks for the first time. We show that this problem is NP-hard and present an approximation algorithm based on connected dominating set. The theoretical analysis shows that the proposed algorithm is a nearly-constant approximation. Simulation shows that the scheduling algorithm has a good performance.     

双核架构在无线传感器网络节点设计中的应用

研究了采用超低功耗监控微控制器和高性能微处理器相结合的双核架构的无线传感器网络节点的实现.通过选用合适的芯片,从硬件上构建了基于双核架构节点的无线传感器网,基于APTEEN网络路由协议,根据实验环境将层次结构简化为平面结构,并进行了性能测试,将测试结果与现有的基于单核架构节点的的无线传感器网进行比较.结果表明双核架构在低功耗和高性能之间取得了平衡点,相对于单核结构具有以更低的功耗获取更高性能的优势.