无线传感器网络中基于数据分布表的Top-k查询协议

Top-k查询要求返回在某种比较规则下的前k个网络数据,如最高(或最低)的k个监测值,是很多无线传感器网络应用中的重要查询.提出基于数据分布表的Top-k查询处理协议DDT-Q.DDT-Q采用跨层优化策略;以Sink为根,建立最短路径生成树,树中各节点都维护反映其子树节点感应数据分布的数据分布表DDT,根据DDT,把查询请求只分发(路由)到对查询结果有影响的数据源节点,实现对查询路由和返回数据的选择优化;节点利用数据分布表和查询参数k按子节点返回数据量大小为子节点"按需"分配通信时隙数, 即利用数据分布表指导MAC层的优化.实验结果表明,DDT-Q在不同的网络配置下,在能量消耗和查询延迟等性能方面都优于基于TAG的查询策略.     

两层传感器网络中安全Top-k查询协议

在两层结构传感器网络中,存储节点收集传感器采集的数据,负责处理Sink的查询.在敌对环境中,存储节点可能会被攻击者妥协而泄露传感器所采集的敏感数据以及向Sink返回不完整的或虚假的查询结果.为此,提出了一种安全Top-k查询协议:SecTQ,SecTQ在保证存储节点正确执行查询的同时能有效防止敏感数据的泄露.为了保护数据的隐私性,首先将不同传感器采集的数据之间的直接比较转换成传感器采集的数据与Sink提供的查询比较值进行比较,并提出了一种基于扰动多项式函数的隐私保护方案.该方案利用扰动函数对传感器采集的数据和Sink提供的查询比较值进行编码,保证存储节点在不知道数据和查询比较值真实内容的情况下正确地执行查询处理.为了保护查询结果的完整性,提出了一种称之为水印链的方案,该方案能有效检测查询结果的完整性.     

无线传感器网络多查询的节能优化

提出了一个无线传感器网络多查询的节能优化方案。该方案通过建立相似查询判断算法把多查询中的相似查询分为一组,并在每一组找一个能使传输能耗达到最小的中继节点作为处理节点。组内节点的数据都传送到该处理节点,并由该节点利用数据处理函数处理数据,然后再传到基站。这样就减少了网络中数据的传输量,从而有效地节省了网络的能量,达到能量的最大化利用。     

无线传感器网络中能量高效的Top-k监测算法

传感器节点由于电源能量耗尽的原因经常失效或废弃,因此研究无线传感网的高能效查询处理算法具有重要意义.Top-k监测返回k个最大(或最小)的感知值及相应的位置信息,可以帮助用户检测异常事件并定位发生异常事件的位置,对于用户具有重要的实际意义.已有的Top-k查询处理算法致力于返回精确或近似的查询结果,通信能量开销较高.以最小化网内通信开销的期望为优化目标,提出了基于过滤器的Top-k监测算法.首先,提出了过滤器的健壮性并给出了通信开销模型;其次,根据期望的均值内涵和感知数据的时空相关性,给出了过滤器失败概率的计算公式;最后,以最小化通信开销的期望为优化目标,证明了健壮的过滤器的最优阈值,并提出了基于过滤器的Top-k监测算法(filter based Top-k monitoring algorithm, FTM).理论分析和实验结果验证了该算法的正确性以及低能耗性.     

两层传感器网络中可验证隐私保护Top-k查询协议

无线传感器网络中隐私保护技术已经成为研究热点,其中隐私保护精确Top-k查询协议已成为富有挑战性的研究问题.文中提出了一种两层传感器网络中可验证隐私保护Top-k查询协议SafeTQ(Safe Top-k Query),SafeTQ由隐私保护Top-k查询协议和两种完整性验证模式组成.SafeTQ使用加随机数扰乱、加密和高资源节点之间安全计算第k位数据值等策略,能够在不泄漏隐私信息的情况下,精确地完成传感器网络Top-k查询.SafeTQ中两种完整性验证模式分别使用邻居数据项形成加密链和空间邻居节点概率发送验证消息策略,使Sink能够检测和拒绝不正确或不完整查询响应.文中通过理论分析和使用真实数据集实验验证了SafeTQ的安全性和有效性.     

两层传感器网络中安全Top-k查询处理技术综述

无线传感网中安全数据查询技术的研究已引起了广泛的关注,其中以存储节点为中间层的两层传感器网络中安全Top-k查询技术的研究具有重要的现实意义。现有的安全Top-k查询技术主要针对查询过程中数据的隐私保护和查询结果的完整性验证等问题开展研究工作。从安全性能和通信性能两个维度出发对现有的两层传感器网络中的安全Top-k查询技术进行了总结,介绍了网络模型查询模型,以及查询过程中存在的安全性问题;同时分析和总结了现有的各协议所采用的关键技术以及其主要优点和不足,最后指出了未来可能的研究方向。     

无线传感器网络中数据查询处理算法研究

提出一种改进的定向扩散路由,将传感器网络分簇,查询兴趣由sink节点发,只在各簇头节点扩散,簇头以广播的方式在簇内发散兴趣消息,簇成员将感知数据传送到簇头节点,簇头负责将收到的数据进行融合后传到sink节点。仿真结果表明,改进后的查询路由比典型的查询路由定向扩散具有更高的能量有效性和更低的时延,能较好地延长网络的生命周期,提高了传感器网络数据查询处理效率。     

无线传感器网络中的查询合并算法

根据无线传感器网络资源有限的特点,提出一种针对类SQL语言的查询简化与合并算法。算法根据基站上保存的属性历史数据,预测查询合并前后的能量消耗,如果合并后能耗减少,则将查询合并为一个新查询。仿真实验结果表明,合并可以减少网络中查询的数目,避免发送大量冗余数据,达到降低能量消耗的目的。     

基于谓词的无线传感器网络查询优化算法

无线传感器网络(WSNs)是一种能量受限的网络,WSNs采样查询执行中首先要考虑到如何节省能量的问题.针对查询参数复杂、参量变化细微的传感器网络应用背景,提出了一种基于谓词的WSNs查询优化(PQOA-WSNs)算法.从用户输入的谓词查询表达式着手,把查询表达式转换为等价的析取范式,再根据概率学的原理对采样谓词作最优排序,以减少整个查询上传的数据量,从而延长传感器网络生命期.PQOA-WSNs包括了词法与语法分析、表达式转换、概率算法3个子算法模块.对PQOA-WSNs仿真测试显示:采样谓词越多,本算法的优化率也越明显,在2,3,4,5,7个查询谓词的条件下,测试优化率分别为48%,65%,74%,78%和85%左右.     

无线传感器网络中的近似轮廓查询算法

近年来,无线传感器网络被广泛地应用到国民经济的各个领域.在传感应用中,轮廓查询作为多目标决策和数据挖掘的重要手段发挥着重要的作用.然而,由于轮廓查询需要消耗大量能量,因此在传感器网络中计算真实轮廓是非常不经济的.事实上,在大多数的应用中,近似轮廓已经可以反映数据的大致状态.通过对近似轮廓的语义研究,本文提出基于选择的基本近似轮廓算法(BAS)和基于映射的误差保证的近似轮廓算法(GAS)来高效地计算传感器网络中的近似轮廓.实验结果表明,这两种算法能有效地减少传感器网络中的通信代价,进而延长传感器网络的使用寿命.     

拥塞敏感的无线传感器网络路由算法

如何延长无线传感器网络的生命周期是一个重要的挑战.提出了一种新的拥塞敏感的路由算法,该算法充分考虑了路由选择过程中的数据负载与邻节点的缓存、信道竞争等状态的关系,每个节点以此计算一个能反映本地拥塞状态的权值,节点选择权值最高的下游节点作为下一跳来平衡下游节点的能耗和数据负载,同时降低下游节点的拥塞可能性.模拟实验表明:...     

一种能量高效的无线传感器网络分簇路由算法

无线传感器网络中节点的能量有限,提高能量的有效性便成为无线传感器网络路由协议设计的首要目标。设计了一种能量高效的分簇路由算法,它提出让候选节点在一定的覆盖范围内以剩余能量为标准来竞选簇头,以使簇头分布均匀;处于簇类交界的节点则根据能量和距离来选择归属的簇头,以平衡网络负载;新算法还采用多跳的簇间通信方式来降低大部分簇头节点的通信负载。仿真结果表明:新算法能够有效降低网络能耗,延长网络生存时间。     

基于分簇的无线传感器网络Top-K数据查询算法

Top-K数据查询是无线传感器网络的一个重要应用,如何节省能耗是Top-K数据查询的一个重要课题.针对传统的Top-K数据查询是多跳传输,节点过滤窗口更新代价大等缺点,提出一种基于分簇的无线传感器网络Top-K数据查询算法.通过对节点进行分簇进而减少数据的传输跳数,通过设置过滤器值对数据过滤,减少冗余数据的传输,增加探寻过程,保证数据的完整性和可靠性,实现降低网络节点整体通信能耗的目的.仿真结果表明:与传统算法相比,该算法可有效降低网络的整体能耗,提高能量有效性.     

无线传感器网络时间同步与成簇算法

无线传感器网络的时间同步和成簇算法是目前国际上研究的热点。在目前的研究中,往往假设节点间的数据通信是没有冲突的,忽略了避免消息冲突机制的设计。在设计节点时间同步算法的基础上,提出了一种节点自组织成簇的算法,着重对算法的设计思想和工作过程进行了分析和论述。算法通过综合考虑候选节点的剩余能量、节点的度等参数来优化簇头的选择,同时,通过更换簇头,减少和均衡每个传感器耗能,以延长全网寿命,实验结果表明了算法的有效性。     

一种无线传感器网络可靠拓扑的生成算法

在无线传感器网络（ WSNs）的应用中,网络中的节点需要将采集到的数据信息传送到汇聚节点,其信息传输的可靠性是十分重要的。然而,由于无线通信信道容易受到干扰和噪音的影响,极限情况时甚至可能造成数据传输失败,这对无线传感器网络的正常工作提出了极大挑战。针对上述问题,提出一种可靠拓扑的生成算法,通过该算法设计了一组可靠的路由拓扑,并通过仿真验证了其可靠性。     

一种无线传感器网络节点定位算法的改进

利用无线信号强度实现了煤矿安全监测无线传感器网络（WSNs）节点问的自定位,提出了一种新的节点定位算法,介绍了算法的基本原理和实现方法。该算法不需要任何额外的硬件支持,节点间通信开销少。仿真结果表明：所提出的算法可以有效地提高WSNs节点的定位精度。     

基于蚁群的无线传感器网络路由算法

针对无线传感器节点能量、通信能力及计算能力有限等特点,将蚁群算法应用于无线传感器网络,提出一种改进的蚁群路由算法,考虑了节点的能量、距离、通信半径和传输方向等参数.实验结果表明:该算法有效地减少了网络能量消耗、节点死亡数、路由跳数和数据传输的路径长度,延长了无线传感器网络的寿命,实现无线传感器网络在通信过程中快速、节能的路由。     

基于询问机制的传感器网络查询优化算法

基于无线传感器网络(WSNs)独特的性能以及数据库的特点,同时基于WSNs数据库最理想的"网内处理"工作模式,设计出了一种基于节点询问通信机制的WSNs数据库查询优化算法。最终的NS2仿真实验表明:减少了网络中数据包的传送次数,提高了有效发包率,最小化了WSNs的总能源消耗,延长了网络的生命周期。     

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。     

一种无线传感器网络定位算法的分析和改进

无线传感器网络(W SNs)能够实时监测和采集网络分布区域内的各种检测对象信息,有着广泛的应用前景。在W SNs中,节点定位技术是许多应用的支撑技术,定位的准确性直接关系到传感器节点采集数据的有效性。目前,已提出多种定位算法,Euc lidean算法由于通信开销小,具有一定的优越性,但在某些应用中存在定位精度较低的问题。针对这一问题,提出了一种新的改进Euc lidean的算法。用距离矢量路由技术替代直接测量节点间的距离,并运用迭代循环思想抑制定位误差的累计。计算机仿真结果证明:该改进算法能够明显地提高定位精度。