一种用于安全监测的无线传感器网络的设计

给出了一种用于安全监测的无线传感器网络的设计,详细讨论了传感器节点和sink节点的硬件组织,并详述了网络协议的设计.实验表明设计的系统稳定性好,通信效率高.     

一种基于无线传感器网络大气环境监测系统

介绍了无线传感器网络在环境监测领域的应用背景和国内外研究现状.对大气环境监测用无线传感器网络的节点硬件结构进行了设计,提出了基于无线传感器网络的大气环境监测系统的网络构建方案,并对系统的软件进行了分析和设计.展望了无线传慼器网络在其它相关领域的应用前景.     

传感器网络中能量平衡的多径传输策略

传感器节点通常能量有限,如不加以合理使用就会影响到传感器网络的生命周期.现有的邻居节点切换方式和多径传输方式都没有能够有效地解决能量平衡问题.在证明基于决定性能量比例的传输原理基础上,提出一种有效的能量平衡的多径传输策略.仿真结果证明这种策略简单高效,容易实现.     

一种基于局部能量消耗最优的分簇协议

在无线传感器网络中,先确定簇头分布方式、后考虑网络能量消耗的分簇方式降低了网络能量消耗的有效性.针对减小能耗问题,提出了一种基于局部能量消耗最优的非均匀分簇协议.在该协议中,各区域根据与基站的距离安排簇头分布,折中簇头能量消耗,使得簇内所有节点的平均能量消耗最小.仿真结果表明,相比现有的分簇协议,协议生成的簇头数稳定集中并且将网络生命期延长了20.7%到43.9%.这说明按照最小化簇内节点平均能量消耗的原则安排簇头分布,可以有效减少和均衡网络中节点的能量消耗.     

一种随机分布WSN中多sink节点放置算法

多sink节点的合理部署,能有效延长无线传感器网络（WSN）寿命。基于随机分布无线传感器网络结构,建立了网络寿命模型,推导出随机分布WSN网络寿命的表达式。提出RDF（Region Density First）算法,可以在给定sink节点数目的情况下,快速有效确定sink节点位置。通过理论分析和仿真验证,证明所提出的部署策略能有效延长网络寿命。     

传感器网络中的能量消耗问题研究

基于电池供电的传感器网络的节点电源无法替换,导致能量消耗问题直接影响网络的生命周期。本文从硬件构成及运行机制、计算复杂性、数据通信量和能量攻击防范等方面,分析传感器网络的能量消耗问题;介绍部分能量消耗控制策略;指出只有从硬件和软件的各个技术层面建立统一的能源消耗量化评估模型,分析能量消耗问题,设计整体性的控制策略,才能保证传感器网络能量的有效性。     

基于无线传感器网络的煤炭自燃火源监测系统的设计

无线传感器网络因可在小规模、低成本的器件上实现处理、存储、传感和通信的一体化,广泛应用于环境监测等领域。文章在分析现有的煤矿井下自燃火源监测技术所存在的不足基础上,提出了一种基于无线传感器网络的煤炭自燃火源监测系统,介绍了该系统的结构、传感器节点、接入网关节点的设计,给出了微型传感器节点的软件设计。该系统可实现现有的有线系统无法实施的特殊区域温度的监测功能,有效地提高了煤矿的安全生产水平。     

WSNs中基于PMP的多SINK节点布局研究与实现

针对sink节点可布置的无线传感器网络应用,提出了一种基于PMP模型的多sink节点布局策略.该策略在桌面电脑上计算出sink节点的最优位置集来指导sink节点的布局.本文使用该策略结合一种启发式算法实现了无线传感器网络的仿真布局.仿真结果表明,该布局策略能够有效降低无线传感器网络的能量消耗,提高网络服务效率,延长网络的生存期.     

一种基于约束策略的无线传感器网络定位算法*

节点定位技术是无线传感器网络的关键支撑技术之一,对于无线传感器网络的基本理论方法和应用研究都具有重要意义。在深入研究分析距离无关定位算法的基础上,提出了基于约束策略的无线传感器网络定位算法。该算法无须测距,采用跳数估计节点间距离,并针对未知节点到锚节点距离计算中的不足,对锚节点的平均每跳距离作了修正;在估计未知节点坐标时,根据该未知节点通信范围内的锚节点对其所在位置进行约束。仿真结果表明,该算法具有较好的性能,比已有算法的定位精度有所提高。     

无线传感器网络解决能量空洞问题综述

基于无线传感器网络的特点,部分节点因为过早耗尽自身能量而导致网络原有覆盖区域缺失或者数据无法送达sink节点,从而形成能量空洞现象。如何避免能量空洞并能有效延长网络周期,是目前无线传感器网络的研究热点。当前解决能量空洞问题主要是以最大限度地均衡网络负载为设计目标。从5个方面,即能量控制与功率控制、数据压缩与融合策略、节点非均匀分布、动态性及增加sink节点数量和分簇算法,总结了解决此问题的方法,同时分析了各种方法的优缺点及进一步研究的方向。     

实现能量均衡消耗的传感器网络节点摆放策略

在传感器网络技术应用的民用领域中,采集信息的传感器节点位置固定,并且有些距离汇聚节点太远,需要加入中继节点转发数据。一些中继节点由于承担了过多的数据量而过早耗尽能量,影响了网络的生存周期。该文针对该种情况,提出了一种实现各节点能量均衡消耗的中继节点多级摆放策略,研究了如何通过调整中继节点的摆放位置和转发数据量,使传感器节点和中继节点在每一轮的数据传输中消耗相同的能量。基于该策略,还研究了中继节点数目与网络生存周期之间的关系,为延长网络生命周期和减小中继节点数目的折中提供了一种参考。     

低能耗无线传感器网络路由算法

由于传感器网络中的节点能量受限,因此如何减少节点的能量开销成为路由协议的研究目标.文中提出了一种低能耗的双层数据分发(An Energy-based Two Tier Data Dissemination Model, E-TTDD)算法.该算法采用斜格组建单元,把源节点和汇聚节点附近的转发节点连接成一条直线,然后在以这条直线为中心以一定间隔的两条平行线之间搜索转发节点,从而使查询路径的能量开销降低.最后用Matlab进行性能仿真.结果表明,E-TTDD算法与原有TTDD算法相比,能量开销降低了3倍,同时延长了网络生存周期.     

一种速率自适应的能耗优化路由策略研究

降低网络系统能耗是当前计算机领域构建绿色网络迫切需要解决的关键问题.网络设备的传输服务速率自适应性为优化网络能耗和提高网络能效提供了有效的途径,文中提出一种基于速率自适应的全局性和分布式的能耗优化路由策略.该策略从网络全局路由的角度出发,根据网络系统的服务特征,将为数据提供传输服务的网络组件抽象为一个处理域.为求解处理域中速率自适应时的服务速率和工作状态平均转换次数,把处理域的服务过程视为可变服务速率的服务系统.然后以网络系统总能耗最小化为目标,并满足相关的路由和性能等约束条件,建立基于速率自适应的网络能耗优化路由模型,利用改进的蚁群算法对模型进行求解.在仿真实验中,将文中提出的能耗优化路由的分布式启发算法与相关文献的OSPF和GreenOSPF节能路由算法进行比较,给出算法在能耗和延时方面的对比结果.多种实验情况下的对比结果表明,文中提出的能耗优化路由策略能更有效地匹配速率自适应机制,具有较好的节能效果,从而达到优化和降低能耗的目的.     

基于轨迹受限的移动Sink低能耗数据收集协议

无线传感器网络数据收集的能耗问题一直以来都是研究的热点。本文主要研究基于移动Sink轨迹受限的数据收集协议。首先针对轨迹受限的无线传感网络提出一种通用的系统模 型,将该问题形式化为最大化降低全网总路径长度轨迹设计问题 (Maximizing total length reduction for constrained trajectory, MTRC),并证明了MTRC为NP-Hard问题;然后设计一种轨迹约束低能耗贪心算法 (Trajectory constrain of low energy consumption, TCLEC),通过 TSP近似算法设计最大化降低有效长度的Sink移动轨迹。理论分析和仿真实验结果表明,TCLEC在网络拓扑数据收集树的初始化以及优化方面是高效的,并且相对于同类基于移动Sink的无线传感网络分层数据收集方法,其能耗降低了7%左右。     

网络能耗系统模型及能效算法

网络能耗问题是当前网络研究和发展的重要问题,影响着网络的设计、应用和发展.当前网络能效算法的研究大多从网络局部角度关注于网络某一(些)设施的能耗问题,缺乏从网络全局的角度研究网络整体能耗的算法和策略.文中从网络全局角度研究网络的能耗模型和算法问题.文中基于3种基本网络数据传递模式和3种基本网络能耗机制,构建了网络能耗系统优化模型,对其中5种关键系统模型给出了详细的描述.针对几个关键系统模型,文中给出了形式化描述并且提出了相应的优化的节能路由算法.文中给出的网络系统能耗优化模型有助于对于网络能耗的理解和分析,所提出的能耗优化的网络数据包路由算法可以从网络路由的角度有效降低网络能耗.     

基于改进萤火虫聚类的异构WSNs能耗优化路由算法

针对随机分簇算法未考虑节点位置和对节点能量利用不充分的问题,提出了一种基于改进萤火虫聚类的异构无线传感器网络能耗优化路由算法(IFCEER)。该算法将改进萤火虫聚类算法用到高能节点分簇中,在时间充裕的数据传输阶段预测与聚类中心和基站等位置相关的主副簇头,进而形成结构紧密的全局最优簇集合,避免簇头可能集中于局部区域造成簇半径随意扩大的缺点,平衡了异构节点的能耗,降低了频繁重新聚类消耗能量的风险。仿真实验结果显示：与原有算法相比,在自由空间模型主导的100m×100m监测环境和多路径衰减模型主导的 300m×300m监测环境中,网络内第一个节点死亡时间分别延迟43%到225%;随着节点间传输距离的增加,300m×300m 监测环境能耗减少达到60%。     

无线传感器网络能量高效策略研究与分析

实现无线传感器网络能量高效,是无线传感器网络研究的热点问题和基本问题。该文先对无线传感器网络进行了能耗分析,然后分别从单个节点、整个网络的角度出发总结了目前已有的能量高效策略,提出了能量高效的传感器节点设计、能量高效的传感器网络设计。     

基于预读策略的节能数据访问技术

传统节能策略通过控制组件状态切换来节省能耗,但状态切换本身需要耗费一定能量。为此,提出一种基于预读策略的节能数据访问技术。引入文件系统数据访问中的预读方式,读取数据并将其聚合到一起进行访问,减少设备组件的状态切换,从而实现降低能耗的目的。实验结果表明,在多媒体数据访问方式下使用该技术能节省70%以上的磁盘能耗。     

能耗自选演进机制的延迟容忍网络路由算法

为了提高延迟容忍网络中数据投递过程节点能耗管理效率、改善数据在网络中的转发效率等,本文引入节点间能耗博弈模型,进而提出了一种基于能耗自选演进机制的延迟容忍网络路由算法（Efficient Routing Mechanism for Delay Tolerant Network based on Energy Consumption Strategy）,根据泛洪路由策略设计数据投递机制,数据在网络中转发时,节点依据自身能量剩余状态制定相应的投递操作,对首先将数据投递至目的节点的中间节点予以一个单位的奖励,利用节点策略博弈模型选取合理的数据投递操作,以此改善节点转发数据能量消耗,从而提高数据投递能量管理效率,并提高数据转发效率.仿真验证表明：所提算法与对照算法相比在数据投递率、传输时延、网络开销等性能指标上表现出较好效果.     

基于K-means聚类的WSN能耗均衡路由算法

针对无线传感器网络的能耗问题,提出了一种基于K-means聚类的能耗均衡路由算法(KBECRA).该算法将K-mean.聚类算法用到分簇中,既避免了频繁组簇消耗能量,又避免了簇头集中分布在某一区域的缺点.在簇内根据不同的适应值选择负责簇内数据收集和融合的主簇头,以及负责簇间传输数据的副簇头,较好地平衡了网络的能量负载....