无线传感器网络远程重编程研究与实现

无线传感器网络是由大量节点和网关设备组成的,节点和网关的分布范围非常广泛,有时它们可能被分布在人迹罕至的恶劣环境中。根据应用需求,经常需要对节点和网关的软件进行更新或替换,鉴于其分布环境问题,每次将设备回收进行软件更新很不现实,因此考虑对无线传感器网络进行远程重编程。在对无线传感器网络和下一代互联网研究的基础上,文中主要对无线传感器网络重编程的关键技术进行了研究,在现有Contiki loader模块的基础上,搭建通信操作平台并实现了基于Contiki的无线传感器网络重编程,实现中心管理服务器对无线传感器节点的远程重编程。     

无线传感器网络中一种节省资源的快速重路由算法

因其特殊的需求和应用,无线自组传感器网络对信息采集、处理和传输等技术有着特殊的要求.基于选播路由策略,本文提出一种节省能耗和带宽资源的快速重路由算法(RFR)以应用于无线传感器网络的网络通信.使用选播技术,RFR算法可在原有有效传输路径基础上快速重路由,从而降低路由恢复时间,提高路由恢复成功概率.同时,算法通过限制参与重路由的节点数目,减少因重路由而消耗的能量和带宽资源,延长网络的生存周期,并提高网络性能.仿真算例验证RFR算法应用于无线传感器网络的有效性、较优性.     

基于蛙跳算法的无线传感器网络节点重部署

针对传统无线传感器网络节点重部署覆盖方法没有进行子群节点局部搜索,导致方法存在覆盖率较低、节点连通性较差等问题,提出基于蛙跳算法的无线传感器网络节点重部署方法,初始化无线传感器网络节点,引入蛙跳算法,将全局的信息交换和子群局部搜索结合,确定无线传感器所能够探测的区域范围,利用微积分方法求解不规则区域,获取网络节点最优解,实现无线传感器网络节点的重部署.实验结果表明,研究方法覆盖率较高、节点连通性较好、节点能量较高,具有更好的应用价值.     

异构无线传感器网络中覆盖度和连通度的研究

覆盖度和连通度研究是无线传感器网络中的关键问题。以往研究背景为同构无线传感器网络,这样可以简化问题,但随着问题的深入,不得不考虑异构节点覆盖。系统地对异构无线传感器网络进行了分类,提出了感知异构和通信异构结合的无线传感器网络下的异构节点感知模型,其次分析了两类异构节点之间的覆盖度的计算,最后分析了异构网络的单连通和重连通。此外实现了大量的仿真实验,得出了节点数量和单连通、重连通的概率曲线。     

基于组合虚拟力的传感器网络三维空间重部署算法研究

无线传感器网络(Wireless sensor networks, WSNs)的重部署问题是提高无线传感器网络覆盖性能的一个重要问题, 实用化的重部署算法需要充分考虑传感器资源的有限性和实际布撒情况. 本文设计了基于组合虚拟力的分布式算法,该算法定义了传感器受到的邻居节点间的基于库仑力的斥力、 目标覆盖区域的基于胡克定律的中心吸引力和边界斥力, 综合这些力的合力以及单位能耗因素求得传感器节点每次移动的目标位置. 本文算法还给出了调整的终止条件以保证传感器能够重部署至合理位置. 理论论证和仿真实验表明,提出的基于组合虚拟力的重部署算法能使所有随机布撒的传感器节点在低能耗的情况下, 进入目标覆盖区域并在该区域内自组织成一个具有高覆盖性和重连通性的网络拓扑. 本文算法还解决了覆盖区域中存在障碍物的复杂情况.     

无线传感器网络k重覆盖优化策略

为了实现无线传感器网络k重覆盖范围的最大化,提出了一种基于粒子群算法的无线传感器k重覆盖优化策略,提高了k重覆盖率,进而提高节点的利用率,延长无线传感器网络的寿命。同时,在保证网络覆盖精度的前提下,选择最合适的参数,这样既保证了最优的覆盖结果又最大限度地节约了计算量,延长了网络的寿命。通过仿真实验分析了粒子群算法的相关参数对覆盖性能指标的影响。实验结果表明,基于粒子群算法的k重覆盖策略有效地优化了网络的k重覆盖性能。     

一种基于代码克隆检测技术的WSNs重编程方法

提出了基于代码克隆检测技术的无线传感器网络（Wireless Sensor Networks ,WSNs）重编程方法。通过代码克隆检测方法来解决重编程过程中生成差异补丁的四个关键问题：分支、全局变量、相对跳转和间接地址。然后将差异补丁以无线方式传输给传感器节点,实现WSNs重编程。实验结果表明,该方法是可行的,且能够有效的提高WSNs重编程的效率,延长无线传感器网络的生命周期。     

面向无线传感器网络应用的嵌入式操作系统综述

相比一般的嵌入式系统,无线传感器网络节点对操作系统的体积大小﹑能量利用率﹑节点相互间通信以及可重配置﹑可靠性和适应性等方面提出了更高的要求.由于这些特点,针对无线传感器网络节点也出现了各种各样的操作系统.阐述了无线传感器网络的特点及其对操作系统的要求,并介绍了当前无线传感器网络领域所应用的几种操作系统,提出了零操作系统的概念,也对传感器网络操作系统的版权进行了一些讨论,最后对传感器网络操作系统当前现状及发展作了总结.     

无线传感器网络节点重部署研究进展

传感器节点随机部署导致的分布不均匀往往会使无线传感器网络的感测区域产生覆盖空洞或冗余覆盖,严重影响网络性能,因此需要重部署对网络拓扑进行修复。总结和分析近年来重部署相关的主要研究方向和成果。首先回顾了三种基础的节点感测模型;再从研究问题、策略设计优化目标和分类方法等三个方面对节点的重部署进行了全面的梳理;然后着重针对典型的传感器节点和Sink节点的重部署策略进行分类解释和比较分析;最后讨论强化学习框架下的节点重部署策略和安全监测需求下无线传感器网络迁移部署,并指出重部署策略的应用前景与发展趋势以及未来的优化方向。     

移动传感器网络实验平台的设计与实现

本文针对无线传感器网络机动能力欠缺、无重部署能力的问题,设计并实现了一种具有机动能力的无线传感网络平台.该平台主要由一个汇聚节点和多个移动节点组成,移动节点和汇聚节点间通过多跳的方式进行数据交换.每个移动节点均具有传感、计算、通讯和机动能力,用户可以根据需要实时地改变节点的部署情况.演示实验结果表明,该平台在摄像头的监控下具有节点重部署的能力.     

A multicast reprogramming protocol for wireless sensor networks based on small world concepts

Automatic reprogramming is an important and challenging issue in wireless sensor networks (WSNs). A usual approach is the over-the-air programming (OAP), which is a fundamental service based on reliable broadcast for efficient code dissemination. However, existing OAP protocols do not enable the reprogramming of a subset of the sensor nodes in a WSN. Hence, in this work we propose a multicast-based over-the-air programming protocol that considers a small world infrastructure (MOAP-SW). The small world model is used to create shortcuts toward the sink in the communication infrastructure of sensor networks. The endpoints of these shortcuts are more powerful nodes, resulting in a heterogeneous wireless sensor network. Simulation results show the feasibility of the protocol regarding the number of messages transmitted, the energy consumption and the time to reconfigure the network.     

无线传感器网络分簇算法研究

无线传感器网络是当前研究和应用的热点,拓扑控制是其研究的重要领域。在与其他传统无线网络拓扑控制机制比较的基础上,归纳了无线传感器网络分簇算法应具有的特性,并对近年来针对无线传感器网络提出的有代表性的分簇算法进行了研究,总结了各种分簇算法的特点和适合的应用场合,重点分析了它们的不足之处,最后指出了无线传感器网络分簇算法未来发展的趋势。     

无线传感器网络及其应用

As a result of combination of microsensor technology, low power computing and wireless networking,wireless sensor networks are becoming an active branch of computer science. In this paper, we introduce the up-to-date research work of wireless sensor networks. First, we simply introduce the background of producing wireless sensor networks. Then, we describe their characteristics and application scopes. Finally we suggest the research direction in wireless sensor networks in the future.     

无线传感器网络的研究进展

随着传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术的迅速发展,无线传感器网络应运而生.由于无线传感器网络的广阔应用前景,它已经成为21世纪的一个新研究领域,在基础理论和工程技术两个层面向科技工作者提出了大量挑战性问题.从2000年开始,国内外无线传感器网络的研究日趋热烈,取得了大量研究成果.从无线传感器网络的网络通信技术、基础设施技术、中间件技术、数据管理技术、节点及其嵌入式软件技术等5个方面系统综述了无线传感器网络的研究进展,讨论目前存在的问题和需要进一步研究的方向,并提供了广泛的参考文献.     

无线传感器网络研究综述

无线传感器网络作为计算、通信和传感器三项技术相结合的产物，是一种全新的信息获取和处理技术。在简要介绍无线传感器网络体系结构的基础上，分析和展望了一些有价值的应用领域。结合已有研究，从数据采集、数据计算和路由协议三方面介绍无线传感器网络的研究现状，并着重介绍了目前无线传感器网络采用的路由技术，最后指出了下一步的研究方向。     

无线传感器网络安全研究综述

随着无线传感器网络应用在军事等数据敏感领域的深入,其安全问题研究成为热点。本文介绍了无线传感器网络的安全目标和实现约束,总结了无线传感器网络可能受到的攻击和主要的防御手段,分析了目前热点研究的各种安全技术,最后探讨了无线传感器网络安全研究进一步发展的方向。     

无线传感器网络定位综述

无线传感器网络定位在当前需求的推动下,已经成为热点研究领域。本文分别从定位方式、定位技术以及定位原理3个方面对无线传感器网络定位研究进行了梳理并展开了综述;其次,分别对3种基于无线传感器网络的定位算法进行了描述;然后,阐述了目前无线传感器网络定位的热点问题,其中,针对定位研究中非视距干扰问题,分别从非视距误差的数值特征和统计特征两个方面的研究现状进行了分析,并对基于多传感器融合的无线传感器网络定位方法进行了分析和总结;最后,针对无线传感器网络定位应用的挑战进行了展望。     

无线传感器网络管理技术

无线传感器网络是一个资源受限、应用相关的任务型网络,与现有的计算机网络有显著差异。现有的网络管理不再适用于无线传感器网络,面临着诸多新的挑战。首先简要介绍了无线传感器网络管理的技术背景,并结合无线传感器网络自身的特点,给出了相应的无线传感器网络的管理技术应具备的特征等。然后提出了一个通用的无线传感器网络管理框架,并对其中的各管理内容及研究进展进行了详细论述。最后探讨了无线传感器网络管理领域面临的公开难题,并针对目前发展现状提出了今后的研究方向。     

无线传感器网络研究现状及应用

作为物联网的重要组成部分,无线传感器网络具有非常广泛的应用领域,因而越来越多的工业界和学术界从 事其开发。本文首先介绍了无线传感器网络的概念和特点,然后分析了无线传感器网络的研究现状和关键技术,最后阐述了 无线传感器网络的应用领域,为相关研究人员提供参考。     

无线传感器网络的路由协议研究

无线传感器网络(WSNs)是计算机、通信和传感器3项技术相结合的产物,因其巨大的应用前景受到了越来越广泛的关注。介绍了WSNs的一些特点,指出传统路由协议不能有效应用于WSNs的路由协议;然后分类阐述了当前较为典型的路由协议,分析了它们的优缺点;对比分析了这些协议的特点;总结了路由协议设计应满足的要求、存在的挑战以及可能的研究方向。