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。     

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%。     

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。     

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.     

基于虚拟力的无线传感器网络地理位置路由算法*

通过引入虚拟力导向的节点移动方式改进了GAF路由算法,提出了一种新的基于虚拟力的无线传感器网络地理位置路由算法。算法通过计算节点之间以及节点与边界之间的虚拟力,引导移动节点移动到新位置;同时,利用计算得到的节点移动前后的位置信息改进了节点休眠机制,能够在节点移动后适时地唤醒其他节点。仿真实验结果表明,该算法能有效提高网络覆盖率、平衡节点能量消耗,并显著延长网络生命时间。     

一种IPv6无线传感器网络节点的设计与实现

通过总结无线传感器网络硬件节点的设计原则,提出了一种无线传感器网络通用节点设备的基本构架,设计实现了基于超低功耗处理器Atmega128和射频芯片CC2420的无线传感器网络节点设备。该设备具有能量自检测功能,并可以改变通用硬件接口上的数据采集部分实现多种不同类型的应用。采用模块化软件设计,引入有限状态机进行系统模式调度,设计实现了既能独立运行又支持嵌入式操作系统的节点适应层软件。通过引入多个节点的温度采集与反馈控制实验和节点生命周期静态测试实验验证了本设计的可行性和实用性。     

双频无线传感器网络节点硬件结构设计

对无线传感器网络节点进行了研究,提出2.4GHz、433MHz双频传感器节点的硬件结构设计,双频无线传感器节点既可工作于2.4GHz基于ZigBee协议进行短距离、低功耗通讯,也可工作于433MHz利用射频功放电路进行远距离通讯,可按不同的无线通讯协议和网络体系结构来构建无线传感器网络,为该领域的研究提供了优异的实验平台.     

无线传感器网络中基于闭合环包围的边界节点检测

由于无线传感器网络中可能会出现覆盖漏洞,导致网络无法提供高质量的数据,所以需要检测边界节点以准确找到覆盖漏洞进行修复。已有研究大多是通过传感器的坐标或者依据大量节点信息进行检测, 现提出算法通过检测每个节点的邻居节点是否能形成包围检测节点的闭合环来判别当前节点是否为边界节点。该算法使得节点能够仅基于小邻域的信息自主地决定它是否是边界节点,使其适用于节点分布不均匀的网络中。仿真实验验证了该算法在识别准确率、降低通信量等方面的有效性。     

无线传感器网络节点可靠性分析

本文通过对现阶段无线传感器网络可靠性因素进行分析,对原有LEACH协议进行改进,提出了种新的节能、拓扑可靠的簇算法ERCTNA（Energy—effcient and reliable cluster algorithm for topology）。ERCTNA算法通过簇头辅助节点的设置和优化信息传输模式可以平衡簇头的能量负载,增加网络的拓扑可靠性。这种模式改善了传统无线传感器网络中长距离通信带来的能量过度耗损问题,有效的延长了整个网络的生命周期,提高了无线传感器网络的可靠性。     

基于多功率移动锚节点WSN智能定位算法

为了降低定位成本及提高定位精度,提出了一种使用单个锚节点移动进行未知节点坐标计算的SAPSO-SMPMA算法.该算法采用单个移动锚节点游历定位区域,并通过功率控制发射不同功率的信标信号,未知节点利用收到的不同位置锚节点信息结合自适应权重粒子群算法计算节点坐标.考虑到实际应用时锚节点可能带有误差,故加入了锚节点矢量误差分析.仿真表明,本算法在充分考虑锚节点自身误差及大幅降低定位成本的情况下,定位精度仍然较高,是一种实用的定位算法.     

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。     

可用于环境监测的无线传感器网络节点的设计

提出了一种新的可用于对环境中温度、湿度、光强数据进行监测无线传感器网络节点的设计方案。详细介绍了节点系统的硬件和软件实现,并通过实际组网测试,结果表明:节点可以广泛用于环境监测,从而验证了设计方案的可行性。     

基于虚拟压力传感器补偿的传感器网络模型 *

传感器网路布置模型是整个传感器网络监测系统的关键技术,直接影响网络成本及性能。目前研究者 提出很多传感器布置模型,但这些模型在实际工程中实用性差、成本高。在软传感器启发下,根据实际监测环境 特点,运用数学分析方法,提出一种虚拟传感器补偿算法,该方法大大地提高了传感器网络的性能,降低了成本。 实验显示,基于虚拟压力传感器补偿的压力传感器网络具有很高的工程实用价值。     

无线传感器网络节点的公平缓冲队列管理

在无线传感器网络中,存在拥塞的现象,而拥塞造成的延迟或报文丢弃在某些关键应用中是不允许发生的。从节点缓冲管理的角度,分析了基于优先级的VPRED缓冲管理算法,经过计算简化,应用到无线传感器节点的缓冲队列管理中,保证了关键数据较少丢包的传输。     

基于ZigBee与51内核的射频无线传感器网络节点硬件设计

ZigBee是一种基于IEEE802.15.4标准的个域网协议,是一种低成本、低功耗的近距离无线组网通信技术。文中介绍了一种基于ZigBee与51内核的高频无线传感器网络节点的硬件设计方法,并详细介绍了其各组成模块的设计原理。该设计以Chipcon公司的CC2430为基础,可应用于基于ZigBee协议的各种软硬件开发。