无线传感器网络中传输范围调整的动态规划算法

研究在无线传感器网络中如何选择活动的路由节点及其传输范围,以有效节省能量的消耗。在节点随机布设的线性网络中,当网络传输流量一定的条件下,提出了三种路由节点选择及其传输范围调整算法,获得最优无线传输范围与通信流量之间的关系,数值计算证实了其中的动态规划算法可以选择到最优能量消耗的路由节点及其传输范围。     

无线传感器网络中基于虚拟力的覆盖算法

在无线传感器网络的很多应用场景中,大量的传感器节点被任意播撒在被监测区域内,形成很多覆盖空洞,对无线传感网络的感知、监测和数据采集能力造成很大影响。为了解决无线传感器网络中的覆盖问题,提出了一种基于虚拟引力的覆盖算法。首先,根据虚拟引力产生的约束条件和引力大小,一种扩大网络覆盖范围的算法被提出,算法分析证明这种算法能够减少覆盖空洞;第二,提出了维持邻居节点连通性的方法;第三,提出一种覆盖感兴趣区域的算法。仿真结果表明,这种算法既能提高网络的覆盖能力,又能减少传感器节点的移动距离。     

一种改进的井下无线传感器网络广播算法

针对现有的井下无线传感器网络广播算法能耗较高的问题,提出了一种改进的无线传感器网络前向广播算法。该算法中,转发节点可根据自身位置,选择优先节点转发信息,大大减少了无线传感器网络中需要转发的冗余信息量,从而降低了网络能耗。仿真结果表明,该算法在网络节点密度达到一定值时,满足网络接收率要求,且能够限制转发的信息总量,有效降低了无线传感器网络能耗。     

无线传感器网络中的覆盖优化算法研究

针对无线传感器网络中经典的覆盖保持节点调度算法（CPNSS）查找冗余节点效率不高的问题,考虑实际传感器网络中节点感应半径不相同的情况,提出一种推广的高效覆盖优化算法（GECPNSS）。建立扩展节点网络模型,分析多种节点位置关系,对中心角计算法进行扩展改进,并从活动节点数、平均覆盖度方面比较算法的性能。仿真实验结果表明,在保持初始覆盖的前提下,GECPNSS能更有效地提高冗余节点判定效率、扩展算法适应面。     

基于PID算法的无线传感器网络传输功率控制研究

降低能耗是无线传感器网络研究中重要内容之一.节点间数据传输能耗很大,合理调节传输功率,对降低网络能耗非常重要.本文引入PID算法,通过调节每个节点传输功率,动态控制整个网络的传输能耗.MATLAB仿真结果显示,该算法在几种不同的部署情况下,比LMA(local mean algorithm)及其它几种方法在网络启动能耗和启动时耗指标下都更为有效.     

无线传感器网络中覆盖盲区发现算法

传感器节点的随机部署不均匀或者能量耗尽,可能导致无线传感器网络(WSNs)出现覆盖盲区。针对WSNs中覆盖盲区的问题,提出一种基于几何图形的分布式覆盖盲区发现算法,从理论上证明算法的有效性。算法的基本思想是以传感器节点和它的2个邻居节点构成三角形,计算三角形的外接圆半径和外接圆圆心,根据几何图形学的相关理论判断节点附近是否存在覆盖盲区。仿真实验结果表明:算法不仅能有效地检测覆盖盲区和边界节点,而且对于降低节点能量消耗也有显著成效。     

无冲突的无线传感器网络广播算法

无线传感器网络的节点众多,各种资源严重受限,广播引起的冗余转播加剧了资源的消耗,因而慎重选择转播节点非常关键.提出了一种无冲突的广播策略,该策略利用邻节点能量和度等信息构建最小连通树,减少了转播节点的数量,同时对最小连通树中的节点的转播进行调度,避免冲突的发生.该策略减少网络中节点的能量消费、延长了网络寿命,同时确保了广播的可达性.仿真结果表明该算法提高了广播的效率.     

无线传感器网络的覆盖控制

覆盖控制作为无线传感器网络中的一个基本问题,在国内外已经取得了一些研究成果。根据不同的性质,覆盖控制问题可以划分为不同的类型(如,静态覆盖和动态覆盖、确定性覆盖和随机性覆盖)。主要针对静态覆盖(区域覆盖、点覆盖、栅栏覆盖)问题中一些典型算法,分类进行了描述,并比较了它们之间的优缺点,最后,指出了需要进一步的研究工作。     

无线传感器网络节点自调度冗余覆盖算法

对于能量受限的无线传感器网络,延长网络存活的时间很关键。针对这个问题,提出了一种基于能量均衡的传感器节点自调度冗余覆盖协议（SRCP）,通过仿真实验对该算法的有关性能进行了评价,性能评价表明：这种算法能有效使用节点能力,延长网络存活时间。     

多感知范围无线传感器网络中一种分布式目标覆盖算法

基于多感知范围无线传感器网络中节点与目标的覆盖关系,设计了一种目标生命期评估机制。鉴于网络生命期由具有最小生命期的目标决定,在分析节点感知半径变更影响的基础上,提出了两种提高最小目标生命期的策略,建立了一个动态目标覆盖博弈模型,并证明了该博弈存在纯策略的纳什均衡。本文设计了一种分布式目标覆盖算法,算法中节点根据邻居节点的能量分布和目标覆盖情况,选用最优感知半径,以确保目标完全覆盖并延长最小目标生命期。仿真结果表明,在不同的网络中所提算法均能有效地延长网络生命期。     

无线传感器网络通信半径动态调整的能耗均衡策略

针对无线传感器网络中分簇算法采用多跳通信方式时,靠近汇聚节点的簇首节点由于转发大量数据而导致自身能量消耗过快且易失效,从而造成网络分割,形成"热区"问题,提出了一种无线传感器网络通信半径动态调整的能耗均衡策略.该算法将传感器网络合理分区,通过动态调整分区通信半径选择能耗均衡的簇结构.仿真实验表明该算法可以把能量均衡地分摊到网络的各个节点,并具有较高的能耗效率,延长了网络寿命,减缓了网络的"热区"问题,性能优于HEED算法.     

基于通信半径动态调整的无线传感器网络密钥管理协议

为了实现传感器网络的安全,对节点间传送的数据进行加密解密是非常重要的,这需要在节点间建立共享密钥对.由于传感器节点的资源有限,传统分发密钥的方法不能应用在无线传感器网络中.目前已经有研究者提出若干种密钥预分布方法来保证传感器网络的安全.利用传感器节点通信范围可调节的特点,提出了一种新的基于通信半径动态调整的密钥预分布方案KMVTR.该方案不仅适用于具有大通信距离的高级节点的网络,而且同样适用于只有普通节点组成的网络.和其他方案相比,KMVTR具有若干优点,如提供最佳的抗节点俘获的能力,并且可以支撑较大的网络规模,而且在预分布阶段不需知道节点的期望部署位置.     

EeRCCA：一种能量有效的传感器网络覆盖控制算法

针对已有算法中边界节点过早死亡和网络能耗不均问题,本文提出了一种能量有效的分布式覆盖控制算法EeRC-CA.EeRCCA采用多启动和能量自适应竞争相结合的策略,减缓边界节点过早死亡;在协同节点选举中,依据当前节点与启动节点、邻居协同节点间的距离和剩余能量的权值,合理调整避退时间,均衡网络能耗,延长网络生存周期.仿真结果表明EeRCCA可以保证完全覆盖和连通,在工作节点数目和覆盖率方面与RBSS算法基本相当,在不增加额外控制开销的条件下,可以显著延长网络生命期.     

Coverage and Exposure Paths in Wireless Sensor Networks

Wireless sensor networks have posed a number of challenging problems such as localization, deployment and tracking, etc. One of the interesting problems is the calculation of the coverage and exposure paths for the sensor networks. This paper presents a fully localized algorithm to solve the worst coverage problem first introduced by Meguerdichian et al. The nodes of the sensor network cooperate to construct the worst coverage path only by the one-hop neighbor＇s information, thus avoiding the massive communication and conserving the energy. The correctness of the proposed algorithm is proved formally under the sensing diminishing model. Moreover, this algorithm can be easily extended to solve the minimal exposure problem with local information as well.     

无线传感器网络中基于异构节点的覆盖控制算法

研究了无线传感器网络中基于异构节点的优化覆盖控制问题.异构无线传感器网络由两类能力不同的节点组成,包括普通节点和超级节点.对普通节点采用基于状态轮转的覆盖控制算法,对超级节点采用基于路由表的转发策略.通过两类节点的协作使得网络达到覆盖与连通的目的.模拟结果表明,在具有相同初始能量的情况下,该算法与SHHN-HS算法相比能够延长网络生命期.     

无线传感网中三维覆盖控制和节点调度的研究

无线传感器网络中采用二元感知模型方法计算休眠冗余节点具有局限性和不精确性.本文考虑到实际应用环境对节点感知能力的影响以及传输过程中的路径损耗问题,对监测区域采用三维网格建模,并在概率感知模型的基础上提出一种概率感知衰减模型,同时对当前二维覆盖控制算法存在的各种局限性,提出了一种基于概率的分阶段冗余唤醒策略.仿真结果表明,该算法均衡了网络节点能量,实现了网络能耗的有效性,延长了网络的生存期.     

无线传感器网络覆盖和连通问题概述

覆盖和连通是无线传感器网络中两个密切相关的基本问题,直接影响着网络性能和网络任务完成的质量。文章给出了传感器节点的感知模型,从不同角度对覆盖问题进行了分类,阐述了覆盖控制算法的评价指标,介绍了覆盖问题和连通问题的典型算法,最后对覆盖和连通问题的研究方向进行了展望。     

无线传感器网络覆盖空洞修复策略

无线传感器网络中节点因能量耗尽或环境破坏而失效导致覆盖空洞现象。提出了一种最佳匹配节点策略(BFNP)修复覆盖空洞。最佳匹配节点策略主要思想是当基站发现网络中节点失败时,首先检测覆盖空洞,然后通过选取距离由空洞边界围所成多边形的最小覆盖圆圆心最近的非活跃节点来替换失败节点,并激活该节点修复覆盖空洞。仿真结果表明最佳匹配节点策略能保证较好的网络覆盖质量,充分利用了网络中的能量资源,延长了网络的生存时间,且性能优于覆盖空洞修补算法(CHPA)。     

基于分治策略的无线传感器网络屏障覆盖算法

利用无线传感器网络构建防护屏障以监测重要重要场所的未经授权闯入者是目前物联网的一个重要应用领域.大多数研究集中于如何在一个矩形区域内构建传感器屏障以探测只能沿受限路线移动的闯入者.提出了一个针对传感器基于泊松分布的此问题完整解决方案,可以满足在任意的形状区域内构建带状传感器屏障以探测闯入者.实验证明,该算法能有效减少延迟、验证开销以及拓扑初始化时的计算开销.