基于WSN目标跟踪的移动Agent路由算法

设计一种基于无线传感器网络目标跟踪的移动Agent路由算法OSER。基于传感节点对目标信息的感知强度和节点的剩余能量确定Agent的目标跟踪路径,在有效相邻节点间建立局部网路拓扑,选择能量度最大的有效邻节点作为Agent的下一迁移节点,依次形成最优路由。实验结果表明,OSER能量消耗和传输延迟较小,有利于维持网络的稳定性和延长网络的生命期,提高目标跟踪效率。     

基于蜂拥控制的移动传感器网络目标跟踪算法

针对移动传感器网络中的目标跟踪问题, 以及现有控制策略在保持网络拓扑结构连通性和降低能量消耗方面存在的不足, 提出一种基于蜂拥控制的移动传感器网络目标跟踪算法. 首先, 利用网络中部分节点检测目标, 并使用卡尔曼一致性滤波算法估计目标的状态, 在获得比较精确的估计状态的同时降低能量消耗; 然后, 在蜂拥控制下传感器网络始终保持拓扑结构连通性和目标对网络可见, 同时避免节点之间发生碰撞. 仿真结果验证了所提出算法的有效性.

     

基于无线传感器的物联网网络拓扑发现算法研究

在基于无线传感器的物联网中,由于传感器硬件设备的局限性和动态性,以及组成的网络通信带宽有限等,在网络中准确、及时地获取网络的拓扑信息变得非常困难,而如何全面、准确、快速地进行网络拓扑发现对于物联网的网络管理、故障定位和拥塞控制等研究和更多的上层应用具有重要的意义。提出了一种基于移动代理的模糊动态拓扑发现算法的设计方案。不仅通过构造网络模糊拓扑信息的处理方法和移动代理的迁移、活跃度等相关策略模型,给出了移动代理和传感器节点的最优拓扑发现数量比,而且还根据模糊知识处理已有的研究,获得了完整的基于传感器的物联网网络拓扑发现算法。通过实验验证表明,本算法不仅改进了网络拓扑的发现效率,并且具有较小的网络能耗等。     

水下移动无线传感器网络拓扑愈合与优化

为解决水下移动无线传感器网络(MUWSNs)存在的拓扑失效问题,考虑水流对MUWSNs网络拓扑的影响,提出一种水下移动无线传感器网络拓扑愈合算法。采用鱼群算法部署AUVs节点,建立系统的失效感知机制、消息传递机制和移动愈合方案,并在此基础上进一步设计鱼群启发的MUWSNs拓扑优化方案。通过两组仿真实验分别验证了方案的可行性和算法的有效性。实验结果显示,拓扑愈合方案可确保网络对监测事件的覆盖度维持在90%左右,且拓扑优化方案能够进一步提高网络覆盖度。     

基于多Agent的无线传感器网络分层融合框架研究

客户端/服务器(C/S)模式和移动代理(MA)模式是无线传感器网络中的两种最主要的计算模式,MA计算模式可以弥补C/S计算模式能量消耗大、延时长等方面的不足;为了更好地降低能量消耗和缩短网络中数据融合时间,提出一种基于多Agent的无线传感器网络分层融合框架;将无线传感器网络监测区域分层若干个区域,将每个小的监测区域分为簇头―sink和簇头―簇成员节点两层,由sink节点根据用户需求向每个监测区域派遣移动Agent并完成数据采集和数据融合;这种模式可以有效地缩短网络中数据融合时间和降低能量消耗。     

基于移动代理的无线传感器网络多路径路由算法研究

无线传感器网络中路由算法最重要的设计目标是减少传感器节点的能量消耗,避免节点过早死亡,延长网络生存时间。在原有多路径路由算法的基础上,提出一种新的ABMR（Agent Baseon Multipath Router）路由算法,在这种算法中引入了移动Agent技术,避免了大量的感知数据在网络中传输,由移动Agent移动到感知节点进行本地处理。充分考虑节点的能量、线道的可靠性和跳数,建立从源节点到目标节点的多条可靠路径。仿真实验表明,ABMR算法比原有多路径路由算法在降低节点能耗、丢包率等方面上有显著提高。     

一种基于数据聚合的网络拓扑推测算法

网络拓扑信息对网络资源管理和配置,网络内部链路的性能评价具有重要的意义.传统的网络测量技术都是基于已知的网络拓扑,为解决传感器网络逻辑拓扑的获取问题,针对传感器网络资源有限的特点,为提高网络传输性能,提出了一种端到端的基于数据聚合的拓扑发现算法.根据在sink节点收集到的网络内部节点数据接收或丢失的情况,发现数据传输路径,进行传感器网络的拓扑推测进行仿真.仿真结果表明,算法可以准确快速的获取网络拓扑,并且具有很好的收缩性,适合大规模传感器网络的逻辑拓扑推测.     

物联网无线传感器的网络分簇拓扑容错算法

无线传感网络是物联网的核心技术,其由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成.节点除了感测特定的对象,还需要维持互相之间的网络连接.在传感器节点能量受限制情况下,良好的网络拓扑控制方法能够提升传感器网络的生存时间.因此合理地控制网络拓扑结构是当前无线传感器网络研究领域的热点和难点.提出了一种无线传感器网络分簇拓扑容错算法,利用主从簇头方式分摊簇头能量消耗,并采用候选簇头机制解决簇头失败.仿真实验证明该算法不仅具有较低的复杂度和较低的节点平均通信半径,而且具有较好的容错性能和较长的网络生命周期,可显著提高物联网的整体性能.     

基于能量水平的多Sink节点传感器网络路由算法

单Sink节点传感器网络存在着部分关键路径上节点能量消耗过快、路由选择算法单一以及Sink节点失效等问题.首先提出了多Sink节点传感器网络数据收集的系统框架;给出了拓扑发现和维护策略;然后提出了基于最小能量消耗路由算法.在分析了该算法的不足后提出了基于能量水平的路由算法,按照计算得到的能量水平选择最优的路径进行数据传送.实验证明,基于能量水平的路由算法比基于最小能量消耗路由算法能更有效提高传感器网络的使用寿命.     

构造无线传感器网络的小世界效应研究

基于小世界特性和无线传感器网络拓扑结构提出了一种构造无线传感器网络使其具有小世界效应的方法,通过在优化了的无线传感器网络拓扑结构中引入与汇聚节点直接通信的可靠链路（捷径）,形成具有小世界效应的无线传感器网络,使网络拓扑结构简化,并显示出明显的簇结构,仿真表明,经过拓扑优化后的网络更有益于可靠链路的添加,适当增加少量的可靠链路不仅减少了节点的平均能量消耗和平均路径长度而且在一定程度上均衡了各节点的能量消耗。     

一种面向移动监控型网络的分簇路由协议

传统的无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)中节点是基本保持静止的,使网络中的节点具有移动性可以改善WSN功能;针对移动监控型无线传感器网络中拓扑结构改变频繁,传统的路由协议不能适用的问题,提出了一种基于分簇的移动性路由协议(mobile cluster routing protocol,MCR);该协议包含一个分布式分簇算法(distributed cluster algorithm,DCB),此算法充分考虑了节点移动性和剩余能量,通信复杂度比较低,分簇效率很高;同时,针对节点移动,协议中提出了一种注册机制,通过这种机制可以实现在移动过程中的信息交互;实验表明,MCR协议能够有效提高在移动环境下的网络性能。     

无线传感器网络在森林监测中的应用

为改善现有森林监测防护方式的不足,引入无线传感器网络(WSN)技术,提出了一种基于ZigBee的WSN的森林监测系统解决方案。结合网络拓扑、节省能耗和稳定可靠等三方面的分析,给出了适合森林监测的传感器网络节点的硬件设计和网络协议,实现对森林环境的有效监控。     

基于SoRCA结构的WSN拓扑与路由优化

针对无线传感器网络SoRCA结构中存在的能耗高、负载不均衡和鲁棒性问题,提出了改进的SoRCA拓扑控制算法和路由算法。改进的拓扑控制算法根据SoRCA拓扑的结构化特点,计算出相邻传感器节点数据传输距离,然后依据传输距离调整传感器节点发射功率。改进的路由算法根据包中跳数的特征,给出数据传输时路由选择,并给出数据传输失败时新路由的选择。性能分析表明改进后的SoRCA结构较好地节省了节点的能量损耗,改善了WSN负载均衡性和鲁棒性,提高了WSN的生命周期。     

CRPD: a novel clustering routing protocol for dynamic wireless sensor networks

A wireless sensor network (WSN) consists of a large number of static or mobile, low-cost, and low-power sensor nodes. And energy is one of the most important factors that should be considered. In this paper, we propose clustering-based routing protocol for dynamic networks (CRPD) to reduce energy consumption and improve energy efficiency through clustering and routing algorithms. The basic idea is to periodically update the network topology and select the node with larger degree and high residual energy as the cluster head to be responsible for data aggregation and transmission. With the nodes moving, joining, and choosing the optimal clustering radius, the energy load of the whole network can be evenly distributed to each sensor node, which can significantly prolong the network lifetime. Extensive simulations show that CRPD is more energy-efficient than the existing protocols.     

一种WSN栅栏间隙修复优化方法

无线传感器网络栅栏覆盖对目标穿越保护区域时进行有效监测,如果栅栏出现间隙可能会使监测失效,因而需要及时修复。现有的栅栏间隙修复方法存在可移动节点的总移动距离长导致代价高的问题。本文提出一种WSN栅栏间隙修复优化方法,将实际节点拓扑图转化为可移动节点数量需求拓扑图,利用KSP算法计算修复栅栏间隙需要的最少可移动节点数量,采用匈牙利算法派遣可移动节点,并对修复路径进行优化,使可移动节点修复栅栏间隙的移动距离总和最短。仿真实验结果表明该方法能够花费较小代价完成栅栏间隙的修复工作。     

圆分布双跳无线传感器网络网络配置及拓扑发现修复算法与仿真

无线传感器网络在从战场到环境监测的许多领域都表现得越来越重要.本文首先给出了一类圆分布双跳无线传感器网络,并提出其安全性要求和模型.对于其面临的威胁,在权衡网络资源局限性的基础上,提出了相应解决方案,包括拓扑发现算法、网络配置协议和网络修复算法(TDNSR).仿真结果表明:和SPIN算法相比,TDNSR能迅速实现网络拓扑发现和配置并修复,能有效减少资源开销.     

传感器网络中一种基于链路稳定性和多路径的拓扑控制算法

通过压缩邻居节点集合的势,进而调整网络拓扑结构的拓扑控制方法,可以提高传感器网络的能量效率 .然而现有的拓扑控制方法尚没有充分地考虑链路不稳定性因素,以及如何在提高能量效率的同时改善负载均衡 .在对链路损失模型进行分析的基础上,考察了能量效率、负载均衡和邻居节点集的势之间的关系 .发现在同时改善能量效率和负载均衡之间有一对矛盾 .提出了一个分层的拓扑控制算法LELB(layered energy-efficient and load balance algorithm),可以在链路不稳定的情况下进一步改善能量效率,同时获得更好的负载均衡 .仿真结果表明,LELB算法对网络性能有很好的改善 .     

无线传感器网络在滑坡监测中的应用研究

分析了滑坡形成机理和主要影响因子,在分析、归纳和总结已提出的滑坡监测方法的基础上,提出基于无线传感器网络的滑坡监测方法,给出了无线传感器网络总体构建方案和传感器节点、网关的设计方法,应用射频模块CC2520完成了温湿度感知数据的点对点无线通信实验,并对节能路由协议进行了仿真。仿真和物理实验显示所给出无线传感网架构能满足长期观测和数据传输的要求。无线传感器网络在滑坡监测中有着良好的前景。     

基于改进自适应遗传算法的移动WSN覆盖方法

针对传统的WSN覆盖模型的弊端,尤其是如果一个传感器失效,K-覆盖模型需要至少k个传感器节点监测其范围内是否有目标需要覆盖,提出了一种基于改进自适应遗传算法的移动WSN覆盖方法,在能量资源有限的前提下,尽可能长时间的对指定的目标进行连续监测。该算法考虑到了移动传感器是可以连续和变速运动的,从而能够保证所有目标都在它们的覆盖范围内。仿真结果表明,在使用移动节点的情况下,与其他常用模型相比,改进方法的生存周期和数据包数量都有明显提高。     

基于无线传感器网络的移动机器人智能导航算法

结合了无线传感器技术和群集智能技术两者的优势,提出一种新的基于无线传感器网络的移动机器人智能导航控制算法,并考虑了能量消耗的问题。算法利用基于多传感器信息融合的全局概率地图构建技术、使用群集仿生智能的基于微粒群算法的实时在线路径规划以及避障策略,提高了智能导航的整体性能,满足了在复杂环境和未知障碍物下导航的实时要求。最后设计并构造出了实际的无线传感器网络和实际的机器人系统,验证了算法成功实现机器人导航的有效性和准确性。