改进的有向传感器网络多中心部署算法*

针对单个节点非均匀有向传感器网络部署的局限,提出了多中心的节点部署算法PFMCA(Potential Field based Multi-Center Algorithm)。在部署中心概念及移动策略的基础上,能够保证多个监测中心的覆盖质量,同时实现对其余区域的均衡且尽可能高效的覆盖。仿真实验表明,本文提出的算法实现了对多个重点监测区域的高覆盖质量,且在多中心点间的区域具有更好的覆盖均衡性。     

无线传感器网络正六边形节点覆盖模型研究

定义感知覆盖、通信覆盖和连通覆盖3个基本概念,并给出它们的物理模型和数学模型。提出二维区域上的正六边形节点覆盖模型,证明该模型是重复最少的无漏洞覆盖模型。分析基于正六边形节点覆盖模型的二维区域覆盖,当节点发射半径大于或等于 倍感知半径时,可保证网络的通信覆盖和连通覆盖的最少邻居节点数为6,节点感知覆盖率为82.7%。研究结果表明,正六边形节点覆盖模型更适于二维区域覆盖。     

无线传感器网络节点覆盖优化策略研究

无线传感器网络是一种多学科交叉、高度集成的技术,具有成本低、操作便捷、具有一定的感知通信能力等优势,已广泛应用在各个领域的环境监测中。然而在农林、野外等三维环境中,无线传感器的空间覆盖问题一直是研究的热点、难点,理想的二维平面环境中,无线传感器网络的性能、覆盖范围与三维环境截然不同。基于此,提出一种符合三维场景覆盖感知的无线传感器网络模型及算法。     

基于传感器网络节点配置优化仿真研究

研究无线传感网络节点配置覆盖优化问题。由于无线传感网络存在着热区问题,对网络的覆盖性能造成严重的影响,同时影响网络配置优化。为了有效的提高无线传感网络的覆盖率,提出了一种改进的粒子群算法优化无线网络节点覆盖。针对粒子群算法存在易陷入局部极值和早熟的缺陷,引入遗传算法中的交叉算子和变异算子,优化传感网络节点的混合粒子群算法,在严格确保无线传感器网络连通性的条件下,传感器节点配置数目达到要求的覆盖度,并进行仿真。仿真结果表明混合粒子群算法能快速收敛到更精确的解,使网络节点配置达到覆盖的优化要求。     

无线传感器网络三维表面k覆盖多连通部署方法*

无线传感器网络中覆盖连通问题是基本且重要的问题,三维表面作为无线传感器网络中的一种特殊情形,对应于现实世界中的山体,为了解决这类与实际应用密切相关的问题,提出了三维表面k覆盖多连通部署方法。该方法结合三维表面的地形特征,首先在目标区域自由选择网格大小进行划分,接着在各网格之间建立多连通关系,再通过方向梯度概率感知模型在网格内先构造k覆盖集,然后利用最小生成树算法构造连通图,最后找出关节点构造双连通图。大量仿真实验表明,该方法能够对目标区域进行完全覆盖和连通,并且能保证网络的健壮性。     

传感器网络节点数目算法的比较研究*

节点数目的确定问题直接影响着网络的运行成本和工作效率,是传感器网络研究中一个基本的研究课题。介绍并分析了基于瞬时和长时两种不同感应模型的节点计算算法,即基于调度的节点数量确定算法和基于暴露量的节点数量确定算法,给出了覆盖滑动窗口的概念,归纳出两种算法在精度、性能指标和应用范围等方面的差异,得出两种方法均能有效确定满足覆盖节点数目的门限值,只是各自的覆盖滑动窗口的尺寸有所不同的结论。     

无位置信息的无线传感器网络漏洞发现算法*

无线传感器网络广泛应用的前提是能够检监测目标区域特定事件的发生。而节点能量受限、难补给的特点导致监测性能难以保证,造成监测盲区出现。针对无线传感器网络节点的地理位置信息未知的情况进行了研究,提出覆盖漏洞发现算法CHDA (Coverage Holes Discovery Algorithm),在以节点为极点建立的极坐标中计算出相邻节点的相对位置信息和该节点被其邻居节点覆盖的边缘弧的信息,并且根据节点的单纯覆盖弧序列的定义计算出节点被其邻居节点覆盖的单纯覆盖弧序列,从而得到网络中的覆盖漏洞。覆盖漏洞的发现克服的地理位置信息未知的限制,为漏洞的修补提供了必要的前提条件进而保证传感器网络的覆盖率。     

适用于虚假数据过滤的最优传感器覆盖研究*

已有传感器网络虚假数据过滤机制采用随机策略部署节点,由转发节点对数据包中附带的t个MAC(Message Authentication Code)签名进行验证,从而实现对虚假数据的识别和过滤。然而,在实际应用中,随机部署往往在网络中形成部分稀疏区域,无法被t个拥有不同密钥分区的节点同时覆盖。提出利用覆盖算法对节点进行部署,在均衡覆盖质量及网络开销的情况下,证明了适用于虚假数据过滤的最优节点覆盖度为2t,并进一步推导了一些相关的覆盖结论。理论分析及仿真实验表明,与随机部署相比,最优覆盖算法极大提高t个密钥分区同时覆盖的概率。例如,当400个节点部署于50?50m2的区域时,随机部署和最优覆盖算法保证t个密钥分区同时覆盖的概率分别为9%和92%。     

基于节点协同覆盖的传感器网络寿命最大化模型

针对保证网络连通覆盖和最小能量消耗的优化目标,建模了基于节点协同覆盖的传感器网络寿命最大化模型.提出一种基于多目标优化遗传算法的求解方案,设计了基于链路状态的分簇机制以及基于NSGA-Ⅱ的簇内覆盖控制算法.仿真结果表明该方案能快速收敛于最优解,在高密度和低密度布撒环境下表现出优越的性能,且具有良好的适应性.     

混合无线传感器网络节点覆盖优化

为了解决混合无线传感器网络的节点覆盖率低的问题,提出了改进粒子群的混合无线传感器网络节点覆盖迭代优化算法.在该算法中,首先将混合无线传感器网络节点覆盖模型转化为在网络系统中动态的求覆盖率最大值的节点部署位置寻优问题;然后提出利用改进粒子群算法对节点覆盖优化方案进行粒子及其权值映射,并依据粒子粒距聚类度和粒子信息熵对粒子权值进行调整,再依据粒子适应度值对粒子局部最优值和全局最优值进行更新;最后迭代地对粒子的位置和速度进行计算,输出具有最优覆盖率的节点部署方案.仿真结果证明,该算法能够有效的提升网络覆盖率,且算法的收敛速度快.     

基于密集度的虚拟力节点部署算法

针对移动传感器网络节点部署易出现分布不均和能量消耗过高等问题,在传统虚拟力节点部署算法的基础上,提出一种基于密集度的虚拟力节点部署算法,通过对节点所受合力进行分析,推导出具有一定适应性的虚拟力引力参数和斥力参数,同时引入节点密集度的概念,利用节点自身密集度来选择虚拟力模型中最优距离阈值,从而改进传统的虚拟力模型,最终实现网络节点的部署优化.仿真结果表明,在随机部署的情况下,本文提出的算法能够更有效地提高网络覆盖率,减少覆盖漏洞并延长网络的生命周期.     

基于蜂窝网格锚点的虚拟力导向节点部署算法

为满足覆盖需求,提出了一种基于蜂窝网格锚点的虚拟力导向节点再部署覆盖增强算法;算法基于传感器节点覆盖圆盘与其邻居节点覆盖圆盘的交点构成正六边形蜂窝时,有效覆盖面积最大理论,设置对随机部署的节点虚拟引力锚点作为虚拟力导向移动的目标,建立锚点对节点的虚拟引力,建立节点之间虚拟斥力来避免节点移动中的碰撞问题;完成随机播撒的节点在虚拟力的作用下的再部署,提高覆盖率,保证覆盖质量;Matlab R2012a仿真实验中,随机部署不同数量的节点,网络覆盖率均较快达到95%以上,满足覆盖需求。     

基于安全连接的 WSN 节点优化部署

针对目前无线传感器网络节点覆盖优化方案中,无线传感器网络节点位置移动会破坏节点间的共享密钥的问题,采用了一种基于泰森多边形形心引力和存在共享密钥节点间的安全连接虚拟力的无线传感器网络部署方案.该方案以提高节点覆盖率为优化目标,引入安全连接虚拟力,以保证节点的安全连接;采用改进泰森多边形形心引力的虚拟力方案,能够有效指导节点散布过程和实现全局优化.通过仿真实验表明,本文方案能够提高节点的覆盖率,并且能够的减小存在共享密钥的安全连接的破坏.     

基于自适应差分优化的改进虚拟力导向粒子群算法研究

为提高节点在无线传感器网络中的自部署性能,本文以虚拟力导向粒子群算法为基石,在部署区域内,采用正方形网格划分方式,并引入一种改进的自适应差分进化策略,对原算法进行改进。改进算法引入了移动目的地对移动节点的引力作用,并通过自适应调整,有目的的向扩大网络覆盖率的目标进化,从而最大限度地优化节点的部署速度和网络的覆盖率。通过对该算法的性能进行了仿真与分析,在网络覆盖率、算法收敛速度以及部署时间等方面,相比于经典虚拟力算法及虚拟力导向粒子群算法,该算法具有更佳的部署性能。     

基于虚拟力的异构无线传感器网络覆盖优化策略

针对异构无线传感器网络覆盖优化过程中,固定Sink节点的虚拟作用力限制移动节点的位置移动,导致覆盖盲区得不到全局修复的问题,本文结合计算几何理论,提出基于Voronoi多边形形心引力的虚拟力覆盖优化算法（CAVFA）。虚拟力算法能有效指导移动节点的散布过程,形心引力能更好地实现全局的覆盖优化。通过合理设置虚拟力的距离阈值参数和优先级,调整固定节点对移动节点的约束。仿真表明,相比传统VFA算法和CBA算法,本文提出的CAVFA算法能够更有效地提高异构网络的覆盖率,且算法收敛速度更快。     

随机异构传感器网络中基于虚拟节点的调度算法

针对随机异构传感器网络节点调度过程中覆盖率和能耗的平衡问题,论文面向具有随机异构属性的无线传感器网络,提出了一种基于虚拟节点的调度算法(SAVSH)。通过部署虚拟节点,与原网络拓扑共同构建Delaunary三角剖分,分配节点受力来源。利用三角形平衡点实现网络整体的覆盖优化;通过三角形关键点完成节点位置的精确定位;引入二进制编码,完成对越界关键点的识别,及其对边界节点的约束受力设计。仿真结果表明,SAVSH在稳定的短移动距离下,能够高效地提高异构网络的覆盖率,且与同类算法相比,SAVSH在收敛速度上表现出一定优势。     

一种基于虚拟力的移动传感器网络再部署算法

针对移动传感器网络中,数据的大规模定向传输的实际特性,提出一种基于虚拟力的移动传感器网络节点精确部署算法（VFPDA）。通过引入“中继节点簇”的概念,在源节点到目的节点之间生成多条虚拟“引力线”,这些引力线相互衔接从而构成一条虚拟的通路,然后吸引周围的移动节点向其靠拢,在“引力线”所产生的引力以及节点之间的斥力等作用力的共同作用下,构建一条从源节点到目的节点的通路。实验仿真验证了该算法的有效性。     

基于单个移动信标节点的路径规划方法

针对现有路径规划方法没有充分考虑到网络内未知节点的分布情况,存在定位覆盖率低且网络成本高的问题,设计了一种基于单个移动信标节点的路径规划方法.首先通过网络内未知节点的分布情况确定虚拟信标节点的位置以及数目;然后提出了一种基于高斯递减策略的非线性动态变化收敛因子改进灰狼优化算法,用于TSP求解路径规划问题,获得移动信标节...     

DSNs中基于虚拟力的节点部署与目标定位方案

基于分簇的分布式传感器网络的有效性在很大程度上取决于传感器部署所实现的覆盖范围。针对现有的节点部署与目标定位方案的不足,提出一种虚拟力量算法作为传感器部署策略,以便在传感器初始随机部署后提升覆盖范围。给定一定数量的传感器后,该策略通过综合利用引力和斥力来确定传感器在随机部署之后的虚拟移动路径和移动速度,从而使传感器区域覆盖最大化。同时,文中提出一种由簇头运行的概率目标定位算法。簇头只需查询少量传感器(汇报目标存在的部分传感器)即可获得详细定位信息。仿真实验结果表明,本文方案只需一次性计算即可同步确定所有传感器节点的位置,另外,概率定位算法也可显著节约目标检测和定位的能耗。     

一种小规模水下无线传感器网络的部署算法

覆盖问题是水下无线传感器网络的一个基本问题。在虚拟力算法中,"虚拟"的力作为传感器节点部署策略被构造,以提高传感器节点的初始随机覆盖后的覆盖率。在传感器区域中,每个传感器节点都可以作为其它所有节点的"受力的源",这种力既可以是引力,也可以是斥力。基于虚拟力的概念,构造了节点间虚拟力区域,并提出了一种快速虚拟力算法。不同于其它虚拟力算法,这是一种简化的自组织算法,它能够有效地提高小规模的水下无线传感器网络的覆盖率。