无线传感器网络分簇低延时MAC协议

针对以往传感器网络MAC协议主要存在以高延时、低吞吐量来降低能耗的缺点,提出了一种基于竞争的、分簇结构的MAC协议C-MAC(Cluster-MAC).该协议采用分簇结构,相邻簇头节点之间协商各簇的活跃期和睡眠期的时机,使相邻簇交替地进入活跃期,以避免相邻簇互相干扰.在每个簇中又将节点按位置分层,不同层间节点交错进入发送和接收周期,大大减少了节点间通讯的冲突和由于睡眠引起的多跳网络延时.仿真结果表明,与同类MAC协议(S-MAC、T-MAC)相比,该协议在节省能量,减少网络延时的同时,还提高了吞吐量.     

基于能量效率的无线传感器网络分簇算法

提出了一种最大选票和负载平衡的分簇算法(VLCA)。该算法是完全分布式的,不依赖于网络大小和其拓扑结构。仿真结果显示:该分簇算法能够使簇的数量减少20%到50%,并且能有效延长传感器网络的生命周期。     

无线传感器网络分布式同步协议

针对无线传感器网络同步问题,提出分布式时间同步和分布式数据同步的解决方法.前者要求簇头网络进行局部信息交互,并采用低通滤波技术去除噪声干扰;后者为节点提供网络数据均值,要求簇头网络执行比例一致性算法,簇头在迭代过程中引入簇内节点数量.实验结果表明,分布式时间同步具备抗噪声能力,该算法在前期收敛速度最快.网格状网络和随机网络实验表明,分布式时间同步和分布式数据同步的通信开销非常低,它们的收敛速度均高于普通数据同步.     

用于无线传感器网络的高能效数据收集算法

针对突发事件监测等反应式传感器网络的应用,提出了一种高能效数据收集算法EE-DGA(Energy-efficient data gathering algorithm)。该算法根据节点的空间相关性和剩余能量,使位于事件区域内的节点进行簇首竞争,再利用蚁群算法构建簇内的数据收集链路。此外,该算法还隐含有一种简单的簇内调度方法,使得在满足监测精度要求的情况下,通过关闭冗余节点而进一步降低能耗。仿真结果表明:EEDGA比传统的路由算法具有更高的能效和更长的网络生存期。     

无线传感器网络节能型数据融合算法

为了降低无线传感器网络节点的能量消耗,提出二次数据融合算法(TFA).通过对每个节点设定阈值去除采集的冗余数据,控制传感器节点的数据传输量,从而控制无线通信的能量消耗.在传感器节点处,利用采集数据在时间上的相似性,对采集的数据进行融合;在控制中心,利用采集的数据在空间上的相似性,对采集的数据进行补偿和融合.仿真结果表明...     

无线传感器网络扩张型时间同步协议

针对无线传感器网络时间同步问题,提出扩张型时间同步协议.协议采用尽可能同步的思想,建立节点对信息交互模型,可同步节点对通信范围并集内所有节点.算法提供多跳同步方案,采用分布式贪婪算法选取最合理的同步节点对.单跳同步实验表明,算法可扩大单跳同步范围并提供准确的时间信息;多跳同步实验表明,算法具有更高的多跳同步精度;MATLAB仿真结果证明,协议可减少同步节点数量并节省网络同步能量消耗.     

基于能耗转移与数据作用力的无线传感器网络节能修正算法

针对无线传感器网络能量受限的问题,提出通过判断传感器节点状态阈值来改变其状态的方式,将能耗最大路径的能耗分散到其他能耗相对较少的路径上,以便增加网络整体生命周期的节能修正算法。通过实验分析无线网络传感器路由算法得到传感器节点数据传递量与发生相应数据传递量的节点数量的概率之间的关系曲线,并给出了其影响参数及特征,获得了网络中能耗最多节点的分布特点,根据该特点,确定节能修正算法中的阈值。由于该算法本身消耗能量,给出数据作用力的概念,应用该概念降低算法自身的能耗。实验结果表明,该算法降低了无线传感器网络能耗,增加了网络生命周期。     

无线传感器网络的时间同步

在无线传感器网络中,时间同步是十分必要的,但是由于无线传感器网络有限的电池能量,存储以及带宽限制等因素的存在,使传统的时间同步算法不能适应于传感器网络,本文给出了专门用于传感器网络的几种时间同步算法,对比了各种算法的优缺点和应用环境的限制。     

无线传感器网络路由协议成簇算法研究

阐述了无线传感器网络中路由协议成簇算法。在分析LEACH和SCRP的基础上,结合二者各自特点,提出了对SCRP的改进方案,并对实现算法进行了详细描述。由于考虑了网络负载平衡,该改进算法有利于提高WSN能量利用率,延长整个WSN网络的生存时间,拓展了基于簇的WSN路由协议的应用范围。     

基于最优锚节点的无线传感器网络节点定位算法

由于传感器节点能量受限,定位算法需要综合考虑定位误差、通信和计算开销等多方面的因素。分析了DV-Hop算法定位过程并总结出误差产生的主要原因,针对不同位置锚节点对定位误差的影响,提出了一种基于最优锚节点的定位算法—DV-Hop_Bon(DV-Hopbased on optimal nodes),最后使用Matlab进行了仿真实验,结果表明:新提出的定位算法在拥有较小通信半径情况下,能有效提高定位精度,并可广泛应用于无线传感器网络中。     

基于实际无线环境的无线传感器网络拓扑控制算法

提出了一种无需任何位置信息的面向实际无线环境应用的分布式拓扑控制算法(Minimum transmission power based topology control,MPTC),它基于节点最小发射功率计算节点间是否存在每跳能量消耗都小于其直接通信时的能量消耗的多跳路径来构建网络拓扑,在保持网络连通的前提下,降低了网络的能量消耗。仿真结果表明,该算法构建的拓扑具有能量消耗均衡、鲁棒性好等特点。     

一种基于节能的无线传感器网络MAC算法

基于无线传感器网络中节点能量有限的特点,提出了一种基于节能的媒体接入控制(Medium Access Control)算法:EE-MAC(Energy Equalizing MAC)算法。该算法根据节点的剩余能量来调整节点的睡眠概率,均匀化网络各个节点的能量消耗,达到扩大网络生存时间的目的。本文对该算法进行了仿真,并对新算法的优良性能进行了分析。     

基于双线性对的无线传感器网络匿名广播认证协议

提出了一种无线传感网络上的基于公钥的匿名广播认证机制,能够达到即时广播认证,避免了认证体制所面临的攻击行为,同时也实现了用户的匿名。证书中心(CA)只离线地为用户颁发或者更新一个根证书,用户每次参与认证时使用根证书自己计算产生一个一次性伪名证书,保证了用户的匿名性和不可关联性。另一方面,CA不参与认证过程,保证了协议的效率。而且,CA可以对非法用户进行追踪和撤消其根证书,保证了整个体制的完备性。     

基于定向扩散的无线传感器网络拥塞控制方法

为了缓解无线传感器网络中多对一通信方式出现的拥塞问题,提出了一种基于定向扩散路由协议的拥塞控制方法.在该方法中,转发节点根据本地的拥塞信息调整速率;sink节点周期地检测网络中的拥塞状态并将拥塞信息通过逐跳的方式反馈到源节点,而源节点根据接收到的反馈信息调节速率.仿真实验表明,该算法能有效地缓解网络中出现的拥塞,保证数...     

应用于无线传感器网络的自适应TDMA协议

提出了一种应用于无线传感器网络的自适应、低功耗的时分多址接入协议AT-MAC.该协议根据应用和拓扑的变化来自适应地伸缩时帧长度,提高了信道的利用率;采用二叉树结构来方便地管理时隙分配信息;基于两跳邻域信息为节点分配时隙,减少了申请冲突.时帧长度的可变和对邻域信息的获知使得AT-MAC具有良好的扩展性和适应能力.AT-MAC还采用节能模式来减少节点的能量消耗.仿真结果表明,AT-MAC可以有效地提高信道的利用率,缩短传输时延,并减少能量的消耗.     

Hash-area-based data dissemination protocol in wireless sensor networks

HashQuery,a Hash-area-based data dissemination protocol,was designed in wireless sensor networks. Using a Hash function which uses time as the key,both mobile sinks and sensors can determine the same Hash area. The sensors can send the information about the events that they monitor to the Hash area and the mobile sinks need only to query that area instead of flooding among the whole network,and thus much energy can be saved. In addition,the location of the Hash area changes over time so as to balance the energy consumption in the whole network. Theoretical analysis shows that the proposed protocol can be energy-efficient and simulation studies further show that when there are 5 sources and 5 sinks in the network,it can save at least 50% energy compared with the existing two-tier data dissemination（TTDD） protocol,especially in large-scale wireless sensor networks.     

基于统计的无线传感器网络时钟同步协议

在Arvind提出的概率时钟同步算法基础上针对传感器网络进行了改进,采用在线测量传感器节点间消息传输时延值的方法,从根本上解决了传感器网络进行时钟同步时即要保证同步精度又要降低能耗和带宽消耗的矛盾.针对不同网络拓扑结构设计了簇内时钟同步协议和全局时钟同步协议,针对节点的事件触发工作模式设计了主动同步协议.实验结果表明,基于统计的时钟同步协议能够适应传感器网络的工作特性和需求.     

基于Memetic算法的无线传感网络覆盖优化

针对无线传感网络覆盖优化中工作节点集难以选取的问题,提出了一种基于Memetic的覆盖优化算法.该算法主要由选择算子、交叉算子、变异算子、禁忌局部搜索算法和种群更新策略组成.利用相邻节点间的区域覆盖关系,减少局部搜索中邻域的目标函数值计算量、提高计算速度,并利用随机和贪婪的策略构造一个质量较好的初始种群.仿真结果表明,该算法具有较强的搜索能力,能快速收敛于优秀解、实现工作节点集的优化选取、降低网络冗余和能耗、延长网络的生存时间.     

一种基于RSSI向量的传感器网络定位算法

为了降低待定位节点在定位单元的边缘定位误差,设计了一种四边形区域定位算法。首先根据待定位节点在定位单元的不同位置,分别采用定位单元内部定位机制和定位单元外部定位机制,然后引入向量相近度来辅助寻找距离未知节点最近的参考样本点。试验结果表明,该算法可降低50%的定位误差,随着锚节点数的增加,定位精度逐渐增加且最终趋于稳定,解决了待定位节点的定位误差问题。