学习自动机结合节点功率自适应调整的WSN目标覆盖方案

针对大多数现有无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)目标覆盖方案没有考虑传感器功率(传感范围)可调的问题,提出一种基于学习自动机(Learning Automata, LA)和节点功率自适应调整的WSN的目标覆盖方案。利用LA算法根据节点能量自适应调整节点的发射功率,构建能够覆盖所有目标的覆盖集,并通过精简过程获得最小覆盖集,从而减低节点的能耗,提高网络的生命周期。通过实验研究了传感器数量和目标数量对网络寿命的影响,并将该方案与基于贪婪算法、遗传算法的方案进行比较,结果表明,该方案能够获得更多的覆盖集和更长的网络寿命。     

发射功率可变的无线传感器网络能量级别选取

针对一种无线传感器网络节点的发射功率可变,其最大发射半径是最小能量发射半径r的k倍,即kr的传感器网络,研究节点最佳能量发射半径ir的设计问题。通过数学分析得到能量消耗公式,给出最优的能量发射级别k的计算方法。采用优化的发射功率相比采用固定功率的发射方法能够大幅度地提高网络寿命,对传感器网络的优化具有较好的指导作用。     

无线传感器网络随机分布模型及覆盖控制研究

节点部署和覆盖控制是无线传感器网络中的一个基本问题,在传感器节点随机、高密度部署的环境中,通过数学模型和仿真实验证明了节点分布符合泊松分布特点,并且量化了部署节点感知半径、密度与面积覆盖率、k重覆盖的关系,以及覆盖控制模型中,在保证节点对监测区域有效覆盖前提下,近似取得需要休眠节点数量,为传感器节点在随机分布下实验和研...     

基于连通性的无线传感器网络覆盖优化算法

针对无线传感器网络(WSNs)的覆盖优化和连通性问题,提出了一种基于连通性的WSNs覆盖优化算法(CC-BCBS).在二维监测区域内,CC-BCBS以传感器节点间的通信半径作为限制条件,只对连通的传感器节点进行Voronoi图划分,根据节点对应泰森多边形的覆盖情况构造盲区图,将盲区重心作为候选优化位置,使节点尽可能最大化覆盖监测区域.节点通信半径影响着区域覆盖的冗余度,故针对划分时可能出现的3种不同连通情况,给出了相应措施.仿真结果表明:CC-BCBS在覆盖率,分布均匀性,平均连通个数与连通率方面相比BCBS等算法有明显优势.     

基于多策略混合改进HHO算法的WSN节点覆盖优化

针对监测区域内无线传感器网络节点部署容易出现分布不均匀、有效覆盖率低等问题,提出一种多策略混合改进哈里斯鹰算法的WSN节点覆盖优化策略。利用Fuch无限折叠混沌初始化、自适应精英个体对立学习、正余弦优化和高斯与拉普拉斯最优解变异策略对标准哈里斯鹰优化算法的性能进行改进。利用改进算法求解WSN节点覆盖优化问题,以监测区域网络覆盖率最大为目标,对节点部署位置寻优。实验结果表明,改进策略能够得到更高的网络覆盖率,减少传感节点冗余,延长网络生存时间。     

无线传感器网络一维区域的覆盖研究*

无线传感器网络覆盖问题的研究应综合考虑感知覆盖、通信覆盖和连通覆盖三个方面,建立适合不同监测空间的节点覆盖模型。讨论了无线传感器网络一维区域的覆盖问题,对无线传感器网络中一维直线区域出现的问题进行分析,讨论了均匀分布情况下的节点覆盖概率和覆盖数的计算方法,仿真实验表明节点感知半径是影响节点覆盖率和覆盖数的主要因素。     

异构监测传感器网络寿命最大化模型及其求解

对于有两类无线传感器节点组成的异构监测网络,给出了考虑连通覆盖约束条件的求解网络寿命的最优化模型;根据KKT条件,最优解处的不等式约束可以转化为等式约束,得到了模型的最优解,该最优解对于实时调整传感器网络的感知/发射半径具有很强的指导意义.数值结果表明,网络最大寿命值随传感器的感知/发射半径的增加而减小;同时传感器发射半径的调整,可以提高网络寿命.     

半径可调的无线传感器网络三维覆盖算法

针对三维无线传感器网络区域中节点覆盖的问题,提出一种半径可调的无线传感器网络三维覆盖算法（3D-CAAR）。该算法利用虚拟力作用实现无线传感器网络的节点均匀部署,同时结合传感器节点的半径可调覆盖机制,判断节点与被覆盖区域中目标点之间的距离。引入能耗阈值,使得节点根据自身情况调节节点感知半径,从而降低无线传感器网络的整体能耗,提高了节点利用率。最后,通过与传统基于人工势场的三维部署算法（APFA3D）、基于与未知目标精确覆盖的三维算法（ECA3D）仿真实验对比,3D-CAAR的事件集覆盖效能明显较高,能有效解决三维无线传感器网络中对目标节点的覆盖问题。     

一种无线传感器网络自适应定位算法

针对无线传感器网络中未知节点分布不均的问题,提出了一种无线传感器网络自适应定位算法。首先通过遍历未知节点,对区域密度进行划分,自适应改变各个区域信标节点虚拟力系数,使得信标节点合理分布于被监测区域中,提高了定位精度。理论分析和实验表明：算法是行之有效的。     

大规模无线传感器网络正六边形覆盖时的传输容量研究

传输容量是无线传感器网络的重要性能指标之一。该文针对监测覆盖效果最佳的正六边形,利用随机几何理论建立无线传感器网络模型,并根据节点分布情况,推导计算节点距离的累计分布函数和概率密度函数。同时,采用功率控制机制,研究CSMA协议下的网络中断概率和网络传输容量。仿真结果表明：正六边形覆盖监测区域内的系统中断概率较低,网络传输容量较大。而且,空间分组密度、网络编码效率、退避次数和重传次数决定了网络传输容量的大小。这为日后研究无线传感器网络的传输性能提供了理论参考依据。