基于萤火虫算法的无线可充电传感器网络的充电策略

为了解决周期性充电策略不满足普遍的动态需求的问题,综合考虑空间和时间因素,提出了一种基于数据率变化的非周期性充电策略.联合考虑传感器节点的实时剩余能量和传感器节点与无线充电设备WCE之间的动态距离,为每个节点设置了由剩余能量和距离共同组成的吸引力函数,WCE始终选择吸引力最大的传感器节点进行能量补充,由此确定WCE的动...     

无线传感器网络节点部署优化及链路质量评估

本文运用虚拟力算法对三种不同初始化节点分布进行优化,并且从链路质量评估值(LQA)和覆盖率角度对不同初始化部署的节点布局进行评估。研究结果表明,WSN节点在虚拟力算法作用下,圆环分布比平均分布能在迭代次数较少的情况下,达到网络最大覆盖率,并且此刻LQA值最大,网络通信质量较高,从而节省了能耗和资源,更具有一定的实用价值。     

一种基于移动代理的无线传感网络节点覆盖算法

研究了一种基于移动代理的无线传感网络节点覆盖算法.利用该算法,不需要知道整个网络的拓扑结构,或全局信息就能快速有效地访问整个网络中的全部节点,实现节点覆盖的目的.仿真结果证明,即便考虑节点失效的影响,该算法仍然保证了一定的有效性.     

基于微粒群模型的无线传感器网络节点部署

提出了一种新的基于微粒群模型节点部署优化算法。该算法根据节点的位置信息建立节点部署优化模型,利用微粒群算法求解该优化模型,优化过程中的最优解作为节点的最终配置位置。仿真结果表明该算法有效的改善了网络的覆盖率。     

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。     

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.     

无线传感器网络节点的系统设计

无线传感器网络节点的系统设计是组建无线传感器网络的关键技术之一。根据无线传感器网络的低功耗特性,讨论了基于Texas Instruments的节点硬件设计方案,由此来实现节点硬件设计。网络节点的设计采用Msp430F1611处理器芯片和CC2420射频芯片,并简单讨论了TinyOS程序下节点之间的网络拓扑结构的形成和上位机数据采集。试验结果表明,整体网络中的节点具有自组网,数据采集等功能。     

无线传感网络基于协作模式节点定位研究

提出了一种新的基于刚性图理论和遗传算法的节点定位算法,以无线传感器网络节点的有效定位为基础,利用刚性图理论形成局部定位协作体,采用遗传算法实现节点位置的估算。该算法的特点是在形成定位协作体阶段利用节点多跳信息实现高定位率,利用节点间的测距信息实现高定位精度和高定位率。仿真实验表明,所提出算法的定位率比仅利用单跳信息时的定位率提高一倍,当测距误差Re=0.05R时,平均绝对定位误差为0.073R;当测距误差Re=0.1R时,平均绝对定位误差为0.14R。     

埋入式无线传感网络节点天线的设计与仿真

对埋入式无线传感网络节点天线进行了相应的分析.结合相应理论介绍了一些天线工作中的主要参数的计算方法.同时针对实际工程应用对传输频率为433 MHz的无线传感器网络节点的天线进行了设计,并采用Ansoft HFSS仿真软件对其进行仿真和优化,仿真结果显示所设计的天线符合实际的应用需求,具有工程应用价值.     

非连通无线传感器网络的最少传感器节点部署

传感器节点的部署包括连通网络和非连通网络2种情况. 为了最小化网络部署开销,对非连通网络的传感器节点部署问题进行了研究,建立了整数线性规划模型,并证明该问题为NP complete问题. 为找到该问题的近似最优解,通过理论分析确定了传感器节点的候选部署区域,提出了一种启发式的传感器节点贪婪部署算法,迭代地将传感器节点部署到覆盖目标点数最多的候选部署区域,直到覆盖所有目标点. 通过仿真实验将所提出的贪婪部署算法和现有的遗传算法以及问题模型的最优解进行了比较,验证了算法的有效性.     

基于最优锚节点的无线传感器网络节点定位算法

由于传感器节点能量受限,定位算法需要综合考虑定位误差、通信和计算开销等多方面的因素。分析了DV-Hop算法定位过程并总结出误差产生的主要原因,针对不同位置锚节点对定位误差的影响,提出了一种基于最优锚节点的定位算法—DV-Hop_Bon(DV-Hopbased on optimal nodes),最后使用Matlab进行了仿真实验,结果表明:新提出的定位算法在拥有较小通信半径情况下,能有效提高定位精度,并可广泛应用于无线传感器网络中。     

Coordinated node scheduling for energy-conserving in large wireless sensor networks

Aiming at developing a node scheduling protocol for sensor networks with fewer active nodes, we propose a coordinated node scheduling protocol based on the presentation of a solution and its optimization to determine whether a node is redundant. The proposed protocol can reduce the number of working nodes by turning off as many redundant nodes as possible without degrading the coverage and connectivity. The simulation result shows that our protocol outperforms the peer with respect to the working node number and dynamic coverage percentage.     

Minimum cost of node deployment strategy for heterogeneous sensor networks

A minimum-cost-deployment strategy based on objective optimization is proposed to address the problems existing in heterogeneous sensor networks such as high density of the nodes,bad target coverage and connectivity performances,and high deployment spending.The problem we aim to solve is characterized by different parameters in terms of the deployment cost of positions and the cost of the sensors.The enhanced version of coral reef optimization (CRO for short) algorithm is utilized to solve the problem of how to select the proper positions and sensors to achieve the minimum deployment cost of heterogeneous sensor networks which can fulfill both k-coverage and m-connectivity requirements.The enhanced version of the CRO is named ECRO.In the ECRO two methods are employed to improve the optimization efficiency of the CRO.One method is that inspired by the process of the harmony search algorithm the operators such as HMCR and PAR of the harmony search algorithm blend with the CRO.The other one is that the excellent solutions are reused to exploit the knowledge and experience accumulated in the process of running the CRO.For comparison purposes,a greedy algorithm is also proposed.Simulation experiments show that compared with some related existing algorithms,the proposed algorithm reduces the deployment cost of sensor nodes while fulfilling the requirements of k-coverage and m-connectivity requirements.     

应用于无线传感器网络的自适应TDMA协议

提出了一种应用于无线传感器网络的自适应、低功耗的时分多址接入协议AT-MAC.该协议根据应用和拓扑的变化来自适应地伸缩时帧长度,提高了信道的利用率;采用二叉树结构来方便地管理时隙分配信息;基于两跳邻域信息为节点分配时隙,减少了申请冲突.时帧长度的可变和对邻域信息的获知使得AT-MAC具有良好的扩展性和适应能力.AT-MAC还采用节能模式来减少节点的能量消耗.仿真结果表明,AT-MAC可以有效地提高信道的利用率,缩短传输时延,并减少能量的消耗.     

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.     

磁偶极子模型的无线传感器网络定位方法

针对无线传感器网络定位技术,提出了一种定位锚节点的新方法。通过对磁偶极子模型的分析,得出了在二维平面上随机撒播锚节点的情况下获得锚节点绝对位置的方法。采用Matlab仿真分析了该定位方法的性能。结果表明,该方法容易实现锚节点的重新替换工作。     

Sensor deployment strategy for chain-type wireless underground mine sensor network

Wireless sensor networks (WSNs) are very important for monitoring underground mine safety. Sensor node deployment affects the performances of WSNs. In our study, a chain-type wireless underground mine sensor network (CWUMSN) is first presented. A CWUMSN can monitor the environment and locate miners in underground mines. The lowest density deployment strategies of cluster head nodes are discussed theoretically. We prove that the lifetime of CWUMSN with a non-uniform deployment strategy is longer than with a uniform deployment strategy. Secondly, we present the algorithm of non-uniform lowest density deployment of cluster head nodes. Next, we propose a dynamic choice algorithm of cluster head nodes for CWUMSN which can improve the adaptability of networks. Our experiments of CWUMSN with both non-uniform lowest density and uniform lowest density deployments are simulated. The results show that the lifetime of CWUMSN with non-uniform lowest density deployment is almost 2.5 times as long as that of the uniform lowest density deployment. This work provides a new deployment strategy for wireless underground mine sensor networks and then effectively promotes the application of wireless sensor networks to underground mines.     

无线传感器网络的时间同步

在无线传感器网络中,时间同步是十分必要的,但是由于无线传感器网络有限的电池能量,存储以及带宽限制等因素的存在,使传统的时间同步算法不能适应于传感器网络,本文给出了专门用于传感器网络的几种时间同步算法,对比了各种算法的优缺点和应用环境的限制。     

一种简单的分布式无线传感器网络时间同步方案

无线传感器网络缺乏基本架构,具有分布式、能量受限、存储及计算能力受限的特点.这些特点决定了在设计无线传感器网络时间同步方案时,不能有太复杂的计算和路由选择.为了实现快速时间同步和较低的能量消耗,提出一种简单的无线传感器网络时间同步方案.各个节点广播自己当前的时钟信息,相应的邻居节点接收到这些信息后,对接收到的信息进行简单的算术平均,将平均值作为下一个时刻的时钟刻度再进行广播.此过程反复进行,最终会使网络所有节点的时钟达到一个相同的平均值,实现无线传感器网络的分布式同步.由于网络节点只接收来自邻居节点的广播信息,故该方案无复杂的路由选择,并且计算简单,收敛快速,能耗较低.用随机矩阵理论对该同步算法的收敛性进行了理论证明,对收敛速度和能耗以及同步误差进行了分析.最后用计算机仿真对本方案进行了仿真实验,实验结果符合预期分析.     

无线传感器网络中的能量分布

在线性均匀分布的无线传感器网络中，通过分析网络内各种载荷引起的能量消耗及各类路由算法对网络生命周期的影响，提出了通过改变网络能量分布密度来提高网络生命周期的方法．通过大量实验总结出能量分布的模型，并将该模型扩展到窄带区域内分布的网络．仿真实验结果表明按该密度分布时，网络生命周期将明显增加．