无线传感器网络目标跟踪机制的研究与改进

文章对无线传感器网络(WSN)目标跟踪机制进行了研究,针对层次型的WSN,提出一种高效的跟踪机制,包括双层的预测机制,以及泛洪(flooding)扩散的恢复机制,并对这两种机制进行了详细的分析。仿真结果表明,该改进后的目标跟踪机制不仅耗费较少的能量,而且能够获得较高的跟踪精度。     

无线传感器网络安全研究进展

无线传感器网络(WSN)在军事、民用等领域的广泛应用,迫切需要有效的安全机制来解决其所面临的安全问题.由于WSN节点处于不确定的非可信环境,使得WSN面临着不同于传统计算机网络的挑战性安全问题.分析了WSN对安全的需求;给出了影响WSN安全问题的主要自身特点;综述了WSN安全的若干挑战性问题;总结了WSN安全面临的主要威胁;详细分析了WSN的若干尚待解决的关键安全技术问题.     

EECS:一种无线传感器网络中节能的聚类方案

在无线传感器网络中,节点聚类是一种有效的拓扑控制手段,可以增加网络的可扩展性以及延长网络寿命。LEACH是一个经典的延长网络寿命的聚类协议。提出了一种新颖的聚类策略EECS,它适用于周期性的数据收集应用。在聚类首领选举阶段本策略选取小部分节点参加竞选,采用无迭代过程的局部通信方式,而且总是选取剩余能量较多的节点担任聚类首领。进一步,在聚类建立阶段它创新地使用了一种聚类首领负载均衡的方法。EECS协议具有控制消息开销小,聚类在空间上分布近似均匀,网络能量有效利用率高等特点。模拟结果表明,与LEACH协议在相同假设的基础上,EECS方案延长网络寿命35%以上。     

无线传感器网络中基于聚类的自适应数据存储

数据存储是无线传感器网络的研究重点.本文分析无线传感器网络中数据存储和访问的相关代价,研究了网状拓扑结构网络中数据存放位置的选择问题.将数据存储问题抽象为传感器节点聚类问题,实现了三种基于聚类的分布式数据存储方法CBDS.为了能够降低能量消耗,CBDS依据生产者和消费者的位置信息、网络拓扑信息及数据速率计算数据存放位置,并且依据这些参数的变化自适应地调整数据存放位置.实验结果表明:CBDS较传统的数据存储方法不仅减少了能量消耗,延长了网络的生命周期,并且降低了访问延迟.     

基于UWB的无线传感器网络组网运用

超宽带（UWB）技术和无线传感器网络（WSN）技术都是近年来新兴的近距离无线通信技术,本文介绍了超宽带技术和无线传感器网络技术的特点,提出了超宽带技术在无线传感器网络中的应用模型,为二者的应用融合奠定了实践基础。     

基于竞争学习的无线传感器网络聚类算法

在复杂的煤矿作业环境下,无线传感器网络面临着从节点组织、灾害发生后网络重组、救援人员所携带的传感器节点加入网络等问题。该文提出一种基于竞争学习的无线传感器网络聚类算法,归一化处理传感器节点的剩余能量和邻居节点个数,通过相似性比较实现节点间竞争。仿真表明,该算法通信能耗低,网络能耗均衡,扩展性好,抗毁能力较强。     

WSN中基于UWB和移动信标点的安全定位方法

随着无线传感器网络(WSN)理论和技术的发展,基于位置的应用(如基于位置的存取控制)已成为一种新的需求.然而已有的定位系统没有考虑到特定环境下攻击者利用放大器、定向天线或者通过被俘获节点进行攻击的情形.本文利用超宽带技术(UWB)的优点,提出一种基于UWB和移动信标点的安全定位方法,更适合WSN中基于位置估计的应用需求.该方法首先定位出网络中用户节点的位置,然后进行位置验证,去除恶意信标点,最终实现准确定位.通过实验表明了该方法的有效性.     

基于WSN在消防灭火救援中的定位算法研究

消防人员在火灾环境中的侦查救援工作非常危险,及时准确地获知消防人员的位置至关重要。无线传感器网络（WSN,Wireless sensor networks）具有跟踪定位功能,能有效缩短救援时间。文章针对消防救援环境中利用WSN定位技术实现消防人员跟踪定位,文章通过对WSN的典型定位算法进行分析比较,研究其适用性,并提出适用于该环境的定位算法。     

一种带有自维护功能的无线传感器网络聚类算法

利用聚类算法延长高密度无线传感器网络的生命周期是一个研究热点。该文提出了一种新的聚类算法——HEED．SM,在已有局部化聚类算法基础上,增加了自我维护的特性。从理论上证明了新算法的可行性,并且通过模拟试验证明其具有更好的性能。     

WSN中能耗均衡的自组织多跳聚类协议研究

针对LEACH协议能耗不均和节点过早死亡的缺陷,提出了能耗均衡的自组织多跳聚类协议。该协议通过在竞争簇首过程中加入能量参量来均衡节点能耗,并完全采用节点自组织的方式构建簇首间的多跳网络,减小了协议开销、避免了外围节点的早死,比传统聚类协议更能适应大规模的传感器网络。仿真实验证明,与已有聚类协议相比,自组织多跳聚类协议能够均衡网络负载,延长网络寿命。     

无线传感器网络中基于减法聚类的定位算法

定位算法是无线传感器网络中的关键技术。文中在传统的Dv—Hop算法的基础上,找出其产生误差的主要原因,即对未知节点与锚节点之间的估计距离做出了修正,提出一种无线传感器网络中基于减法聚类的定位算法。该算法用减法聚类的方法,根据节点自身的密度,选出锚簇头节点,使锚簇头节点在锚节点密集处产生;同时用所有锚簇头节点平均每跳距离的均值作为未知节点的网络平均每跳距离,提高了定位精度,减少了定位过程中的能量消耗。仿真实验表明,该算法比Dv—Hop算法有更好的定位精度和鲁棒性。     

基于聚类的无线传感器网络相对定位算法

提出一种基于聚类的无限传感器网络相对定位算法,包括3个步骤,即将网络分簇、各簇建立局部坐标系并计算簇内节点自身在局部坐标系内位置以及各局部坐标系合并成全局坐标系。仿真结果表明,与SDGPSN算法相比,该算法通信和时间开销更少,更适用于能量受限、规模大的无线传感器网络。     

PA-MAC:一种被动的异步低占空比无线传感器网络MAC协议

空闲侦听是无线传感器网络能耗的主要原因之一,而占空比机制是减少空闲侦听能量损耗最主要的方法之一.提出了一种新的无线传感器网络异步MAC协议,称为PA-MAC(Passive Asynchronous MAC),即被动异步MAC.PA-MAC通过采用接收方发起数据传输机制、异步占空比机制以及节点唤醒时间估计机制,降低了节...     

基于模拟退火算法的传感器网络聚类方案

针对传感器网络聚类间能耗负载不均衡而引发的“能量热点”问题,提出一种在节点随机分布情况下构建能量负载均衡的聚类方法。网络中高于平均能量的节点率先成为候选首领,候选首领根据剩余能量、节点连通度以及当选首领的总时间来竞争聚首,普通节点首先依据信号强弱选择加入聚类,然后借鉴模拟退火算法动态调整所拥有的成员节点,直到所有聚类的能耗状态趋近均衡。仿真表明,与基于均匀分布假设的聚类方案相比,新方案具有能耗负载更均衡的聚类和更长的生命周期。     

物联网中的无线传感器网络技术综述

随着科学技术的进步,物联网(Internet of things,IoT)中的无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)技术发展已经相对成熟,但由于其涵盖了较多的技术种类,使得现有的研究多数注重于如何解决一些实际问题,从整体上对IoT中的WSN及其关键技术介绍的相对较少,这就使得读者或初学者对于WSN的关键技术没有一个系统的认识,不利于后续的研究发展。为了使读者可以尽快对所有概念有个清晰的理解,本文首先总结了WSN所涵盖的关键技术,然后根据各种技术固有的技术特点和特征对其进行了系统分类,并提出了一种WSN关键技术分类框架。在该框架下对涉及到的主要技术进行了阐述,最后探讨了IoT中的WSN技术有待解决的问题:提高通信可靠性、降低节点能耗、提高定位精度、提高网络安全性、建立普适网络传输新模型等。未来WSN将向综合一体化的信息感知网络方向发展,通过影响人们生活各个方面,从而深刻改变人与物、物与物的交互方式,并随着"智能物联网"概念的提出,未来WSN的应用将无处不在。     

基于和声搜索算法的WSN节点定位技术

节点定位问题是无线传感器网络中的最重要的基本问题之一。通过引入和声搜索算法来优化无线传感器网络中的节点定位计算,降低了测距误差的影响,提高了节点的定位精度;减少了计算的复杂度,加快了运算速度。仿真实验中通过与基于模拟退火、遗传算法的求解方法进行比较,结果表明定位计算技术在定位精度、运行性能方面的效果较好。     

一种无线传感器网络双向认证协议设计及证明

构建了一种适用于无线传感器网络的用户与传感器节点间的双向认证协议。分析表明,协议所用算法克服了基于身份公钥的机制中第三方私钥托管问题,并简化了传统基于证书的机制产生及验证证书的复杂性。系统初始化完成后,用户与传感器节点间的双向认证无需可信第三方参与,认证协议简单高效、通信量少。采用BAN(Burrows-Abadi-Needham)逻辑证明协议的完备性、正确性及安全性。     

基于K-means聚类点密度的WSNs加权质心定位算法

为降低无线传感器网络(WSNs)在节点众多时算法复杂度,提高定位精度,提出一种基于K-means聚类点密度的WSNs加权质心定位算法(KCPD-WCLA).首先,对空间中随机大量布设的锚节点进行分组,利用三边测量定位法在二维平面上得到许多接近真实值的结果;然后将K-means聚类算法引入到WSNs的定位问题中,对K个聚类点密度加以考虑,利用加权质心定位算法(WCLA)得到定位结果.理论分析与仿真结果表明:计算复杂度明显降低,定位精度比多边定位算法(MLA)和WCLA有显著提高.     

基于轻量级CA无线传感器网络双向认证方案

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN))认证协议,多是基于秘密密码算法或传统证书公钥密码算法,前者需要在传感器节点中预置大量信息,后者又过于复杂,很难在资源受限的WSN中取得理想效果,针对该问题结合轻量级CA(Lite Certificate Authority,LCA)公钥机制,设计WSN移动用户与LCA及与传感器节点的双向认证协议.分析表明,LCA简化了传统基于证书CA公钥机制的复杂性,产生公钥轻量化、公钥验证轻量化、无需证书管理.系统初始化完成后,用户与传感器节点及传感器节点间的双向认证无需LCA参与,简单高效,通信量少,可抵御无线环境下易于实施的多种攻击,适用于资源受限的WSN.