面向节点失效的无线传感器网络覆盖空洞修复算法

为了保持无线传感器网络的覆盖率,保证网络有效性,提出了一种面向节点失效的无线传感器网络覆盖空洞修复算法;在网络分簇与簇内冗余节点调度已经完成的基础上,算法首先为每个节点设置一个能量阈值,当节点能量低于该阈值时立即向簇首发送失效信息,簇首收到信息后首先默认该失效节点的所有邻居节点都是空洞边界节点,然后通过计算失效节点与所有邻居节点的交点角来判断是否有邻居节点为非边界节点,最后在失效节点的感知半径内选择邻居节点(同时也是边界节点)个数最多的冗余节点激活;分析以及matlab仿真表明,算法的复杂度较低,网络保持一定覆盖率的情况下运行轮数比采用算法之前增加了19%,同时算法的修复效率与网络节点密度以及节点监测半径也有密切关系。     

无线传感器网络节能路由算法研究

通过对多种类型的无线传感器网络协议的研究,提出一种基于节点最佳路径移动的无线传感器网络节能路由算法(EEBM).它通过寻找瓶颈节点、冗余点以及选择最佳节点移动路径的方法,提高"瓶颈节点"的寿命,从而延长了整个网络的生命周期.仿真结果表明,EEBM算法比其他节点移动算法有较大的改进.     

无线传感网络节点定位中的导标动态移动策略

在基于移动导标的无线传感器网络节点定位中,导标的移动路径将直接影响到节点定位的效率和精度.考虑到无线传感器网络节点通信能力和计算能力有限性,着重研究一种基于网络局部拓扑信息的导标移动虚拟力修正模型.模型中,导标对邻居节点进行筛选,并进一步收集有效节点与导标的距离、有效节点拥有邻居节点数目等参数,在此基础上建立移动导标虚拟引力模型,该模型能使导标的移动具有较强的自适应性.更进一步,针对节点虚拟引力基本模型存在的导标无引力情况和冗余遍历情况,通过加入接近因子及已定位区域边界曲线拟合的方法,对基本模型进行修正.仿真实验表明,提出的路径规划算法与典型的传统路径算法相比较,导标遍历网络的路径长度缩短了20%～30%,较大程度节约了定位过程中导标节点遍历网络所需的能量开销.     

基于Voronoi图的无线传感器网络的节点调度机制

无线传感器网络由大量低能量、短寿命、不可靠的传感器节点组成,最小化能量消耗—延长网络寿命是一个主要的目标。对于大多数传感器应用,通过关掉网络中配置的冗余节点提供对目标区域的完全感知并降低能量消耗是一种有效的方法。据此提出了一种基于Voronoi图的节点调度算法,该算法能在保证网络覆盖范围的情况下,有效地剔除冗余节点,由此延长网络寿命。     

基于最佳候选节点的WSN空洞修补研究

针对无线传感器网络中因节点分布不均或死亡而导致的覆盖空洞现象,对PATT算法进行改进,提出一种基于最佳候选节点的空洞修补算法。将目标区域内休眠的冗余节点作为候选节点,确定待修补空洞的位置,当移动冗余节点到空洞之间的距离在可控范围时,则激活该冗余节点作为最佳候选节点修补空洞。如超过可控范围,则追加二代移动节点进行修补。实验结果表明,该算法不受覆盖空洞形状的限制,可保证网络覆盖率大于90%,同时减少了额外追加二代移动节点的个数,使网络性能得到改善。     

基于Q-Learning反馈机制的无线传感网络通信节点自愈算法

针对目前无线网络通信节点自愈能力差,以及自愈后网络流量出口带宽低的问题,提出基于Q-learning反馈机制的无线传感网络通信节点自愈算法。通过计算网路节点的RSSI值建立节点衰减模型,通过质心算法完成节点定位;应用Q-learning学习算法获取链路选取策略,完成节点传输过程路径时延、吞吐量以及丢包率的计算,建立网络节点模型提取链路反馈机制,利用Q-learning学习算法进行迭代计算,实现无线传感网络的通信节点自愈。仿真分析表明,运用该算法自愈网络通信节点时,当检测次数为100时,检测出的节点自愈数量为280个,节点拓扑移动距离平均值为175 m,网络流量出口带宽平均值为550 Mbyte/s,证明该算法的节点自愈能力高。     

一种基于纠删码的多节点失效修复算法

纠删码作为分布式系统中重要的数据容错技术,在失效数据的修复领域有着广泛应用。但现有的纠删码算法大多针对单节点修复,修复成本较高,且未考虑新生节点间的信息传递,给多失效节点的修复带来不便。基于此,提出一种基于纠删码的多节点失效修复算法,该算法在新生节点中利用节点选择策略选取中心节点为根节点,并依据链路带宽分别与供应节点和剩余新生节点构建最大修复树,从而降低数据修复时长。实验结果表明,与现有的BHS和SSR串行修复等方法相比,该算法能有效提高多失效节点的修复效率,验证了算法的有效性。     

WSN中基于分布式的覆盖洞修复算法

无线传感器网络(WSN)中存在因节点能量耗尽和移动节点撒播不均而出现的覆盖洞问题,覆盖洞的出现会降低网络的覆盖率和连通性,严重影响网络性能。为解决该问题,构造一种既有静态节点又有移动节点的混合网络模型,并提出一种WSN中基于分布式的覆盖洞修复算法。利用静态节点指导移动节点移动到最优位置,达到修复覆盖洞目的。仿真实验结果证明,该算法能在空洞覆盖率和节点代价之间取得最佳平衡。     

多尺度传感网络失效节点检测系统设计

对多尺度传感网络中的失效节点进行准确检测与定位,实现故障节点的高效检测,保障传感网络的可靠运行。提出一种基于多传感器量化融合跟踪滤波检测的失效节点检测算法,并进行检测系统优化设计。构建多尺度传感网络的节点分布实体对象模型,进行失效节点检测系统总体设计和技术指标分析。设计基于多传感器量化融合跟踪滤波检测的失效节点检测算法。进行系统的硬件设计,包括A/D模块设计、时钟电路设计、程序加载电路设计、传感器通信模块设计和系统电源模块设计。在ARM Cortex?-M0平台上进行检测系统软件开发。系统仿真结果表明,该系统进行多尺度传感网络失效节点检测的准确度较高,提高了传感器网络的寿命周期。     

WSN的极坐标最小能耗覆盖空洞修复算法

针对混合无线传感器网络中的覆盖空洞问题,提出了一种基于极坐标的空洞修复算法。首先,通过计算静态节点感知圆交叉点的位置确定空洞边界点,连接空洞边界点构造空洞多边形;其次,按照极坐标方法计算每个空洞多边形中的虚拟修复节点位置;最后,建立虚拟修复节点与移动节点之间的距离数据表,将表中移动节点移动到与之匹配的虚拟节点位置上,完成空洞修复。仿真结果表明,该算法能够有效判定并修复网络中的覆盖空洞,相比同类算法,所需移动修复节点数量较少,移动节点平均移动距离较短,在提高网络覆盖质量的同时延长了网络的生存周期。