传感器网络失效节点识别技术研究

本文提出一种基于Bloom Filter的传感器网络失效节点的识别方法,该方法在不增加传感器网络节点负担的情况下,对传感器网络中无法正常工作的传感器节点进行识别.分析了算法中不同参数选取对于识别性能的影响,并通过仿真对算法准确性进行了验证.     

一种容错的传感器网络数据融合隐私保护算法

由于网络通信具有易错的特点,提出一种具有容错性的隐私保护数据聚集算法。通过椭圆曲线加密方案对节点数据进行加密,保证数据的隐私性,采用加同态加密技术,实现了端到端的聚集加密,节省能耗和带宽。同时,构造轨道图拓扑结构,使得每个节点有多个父节点,当节点与主父节点发生链路失效时,其他父节点能够修复聚集值。仿真实验结果显示,提出的方案在适当增加通信量的情况下,具有较高的数据安全性、很好的容错性和高精度的聚集值。     

无线传感器网络环境下的一种轻量级事件容错检测算法

由于节点经常布置于恶劣的环境中以及节点自身资源的有限性,节点在运行过程中容易发生漏警错误和虚警错误,因此容错的事件检测方法受到了广泛的重视与研究。但传统方法在性能上表现出计算复杂度高和能耗大的特点,针对此,引入雷达目标检测中Cth/m的检测思想,提出一种基于时空特性的检测方法。该方法通过观察节点采样值数据变化率与时间特性相似度来判断是事件发生还是节点出错。方法在一次迭代过程中,节点只需做m次距离比较和一次邻居状态查询,根据节点间的空间特性做出决策,表现出轻量级和低能耗的特点。仿真表明,方法还具有较低的漏警率和虚警率以及较高的故障识别率。此外,由于引入了节点可信度自适应调整机制,方法能够保证事件检测概率在迭代过程中一直保持较高水平,而不随时间恶化。     

一种无线传感器网络中事件区域检测的容错算法

特殊环境中的事件区域检测是无线传感器网络的一种重要应用.由于传感器的错误会导致事件区域检测的不准确,所以相关的容错算法成为近年来的研究热点.已有研究工作都仅考虑了事件的空间相关性,通过相邻传感器之间的数据交换实现容错.文中从事件的空间相关性和时间相关性入手,提出了一种以局部检测为主的分布式事件区域检测算法.该算法通过检验传感器本地采样值构成的时间序列与事件随机过程统计特征的符合程度实现容错.算法分析的结果表明,该算法可以减少传感器之间的数据交换,从而有效地利用传感器的能量.模拟实验表明,当有10%的传感器发生错误时,该算法可以检测到93%的事件区域和88%的错误传感器.     

一种容错的无线传感器网络聚类路由协议

本文给出一种新的容错的无线传感器网络聚类路由协议FTCRP （Fault-Tolerant Cluster-Based Routing Protocol）,新协议首先使用LEACH中的方法对节点进行分簇,再利用握手（Handshake）机制监测簇头CH（Cluster-Head）节点和非簇头NCH（Non-Cluster-Head）节点的工作状态--若CH节点失效,则NCH节点休眠;若NCH节点失效,则剩余的NCH节点等分帧内时间以增加数据发送量.与已有的容错协议相比,新协议具有简单、容易实现及高效等优点.仿真实验表明,当节点失效概率在0.1到0.2之间时,新协议与LEACH相比,收集的数据量增加10%-15%,网络生存时间延长25%-45%;与CRAM相比,收集的数据量增加5%-20%,网络生存时间延长15%-35%.     

一种P2P环境下点割集的被动分布式发现算法

P2P系统的可靠性主要取决于覆盖网节点问的连通性,而割点和小规模点割集对网络连通性的危害很大,它们的失效或离开能使覆盖网变得四分五裂。本文提出一种P2P环境下点割集的被动分布式发现算法,在无法获得网络全局信息的情况下,节点仅依靠对收到消息的统计和分析就能够自主判断自己是否为割点或属于2点割,并采取相应措施消除其为系统带来的不稳定因素。该算法准确性高、开销低,割集消除对提高覆盖网可靠性的效果显著。     

无线传感器网络的容错问题与研究进展

在简要介绍无线传感器网络研究现状的基础上,本文重点展开了对无线传感器网络容错特征、需求与解决方法的论述;从整体的角度对无线传感器网络物理层、链路层、网络层、传输层、应用层等不同抽象级别的容错问题进行了归纳;同时,对各种容错技术的细节进行了深入的剖析,并综述了相关研究的当前进展;总结了各种容错技术的关键,为进一步研究提供了新思路。     

WSNs分布式事件区域容错算法

针对无线传感器网络存在服务质量不高的问题,提出一种基于中值差值的分布式容错算法,建立一套能量有效的事件区域检测容错机制,该算法充分利用传感器节点的空间相关性,融合各邻居节点的中值信息,对中心节点的最终状态进行判断。仿真实验结果表明,当节点错误率为15%时,该算法仍能检测到86%的错误节点数,具有优越的容错性能。     

一种传感器网络容错拓扑控制算法

基于对局部最小生成树拓扑控制算法的研究,提出了对该算法改进的容错拓扑控制算法。通过广播来收集节点的局部信息构造局部最小生成树,并通过深度优先搜索算法使得任意两节点间至少存在K（K=2,3）条内部节点互不相交的路径,保证网络的K连通和容错特性。仿真结果表明：该算法降低了网络的功耗,提高例了网络的容量,网络的容错性能和生存能力都有了较大的提高。     

物联网无线传感器的网络分簇拓扑容错算法

无线传感网络是物联网的核心技术,其由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成.节点除了感测特定的对象,还需要维持互相之间的网络连接.在传感器节点能量受限制情况下,良好的网络拓扑控制方法能够提升传感器网络的生存时间.因此合理地控制网络拓扑结构是当前无线传感器网络研究领域的热点和难点.提出了一种无线传感器网络分簇拓扑容错算法,利用主从簇头方式分摊簇头能量消耗,并采用候选簇头机制解决簇头失败.仿真实验证明该算法不仅具有较低的复杂度和较低的节点平均通信半径,而且具有较好的容错性能和较长的网络生命周期,可显著提高物联网的整体性能.     

无线传感器与执行器网络基于邻居信息的割点检测算法

无线传感器与执行器网络（WSANs）中通信关键节点（割点）对网络的连通性和通信性能有着重要影响,迅速准确的割点检测以及在此基础上的拓扑修复是提高鲁棒性、保证网络通信性能的重要前提。提出了一种分布式割点检测算法（DCVN）,该算法中每个节点通过至多与其两跳邻居节点进行信息交换来建立局部的网络拓扑信息,再根据预设的判断准则来实现对WSANs中的割点的快速检测。实验模拟显示该算法能够很好的满足割点的检测需求,在检测准确率方面要优于现有的几种有代表性的割点检测算法。     

无线传感器网络中的节点定位算法

无线传感器网络是由部署在监视区域的大量微型的具有无线通信及计算能力的传感器节点,以无线多跳通信方式构成的分布式自组织网络系统。它能根据环境需要,通过功能有限的传感器节点之间的协同工作,对监控区域内的环境或监测对象的信息进行实时感知、采集和处理,获得详尽而准确的侦测数据。本文主要分析无线传感器网络中的定位技术,研究如何降低网络中的能量消耗,延长网络寿命。     

基于移动信标节点的无线传感器网络定位算法研究

研究了无线传感器网络中的节点定位算法问题,提出了一种新的基于移动信标节点的定位算法。该算法利用一个移动信标节点遍历整个网络,并周期性地广播包含其当前位置信息的分组,当未知节点接收到三个(或以上)与它的距离为通信半径的位置信息分组后,利用三边法计算自身位置。进而,考虑通信半径存在摄动的情况,利用极大似然法替代三边法提高算法的抗干扰能力。最后,通过仿真研究了该算法的特性,并与DV-Hop定位法进行了比较,仿真结果表明该定位方法在定位误差、通信量和网络结构适应性等方面均表现出良好的性能和优越性。     

基于移动代理的无线传感器网络节点定位算法

研究了无线传感器网络节点定位算法及移动代理技术。在DV-Hop算法的基础上采用移动代理技术,并限制未知节点接收移动代理的个数和移动代理的传播跳数,减少了节点信息收发和存储量,降低了网络流量及节点负载。     

基于无线传感器网络的节点自身定位技术研究*

为了在无线传感器网络中快递准确获取未知节点的位置信息,论文分析了不对称链路对距离矢量定位算法的影响,提出了一种新的定位方法,仿真表明：该算法具有定位精度高等优点。     

基于综合预测算法的无线传感器网络移动节点定位策略

结合测距定位方法和移动节点历史定位信息,提出历史定位算法。在此基础上,引入移动节点相对运动角度测量,提出了基于综合预测算法的无线传感器网络移动节点定位策略。首先,根据测距结果选择较近的三个信标节点,并且加入移动节点的前一时刻坐标,应用最小二乘法,得到当前时刻的坐标;另一方面,由移动节点相对运动角度同样可以计算节点当前时刻的坐标;最后,将两种方法得到的坐标求平均值,作为综合预测算法给出的节点当前定位位置。仿真结果表明,所提出的定位策略能够高性能的实现移动节点定位,并且成本较低。     

一种面向监测区域的链路质量和覆盖保证的节点调度算法

为了降低监测区域能耗总开销和减少网络传输时延,保证监测区域网络链路质量、实现网络的全面覆盖和延长网络生命周期,设计了一种基于扫描线和节点自适应调整苏醒时隙的节点调度方案;首先,定义了系统模型即网络假设和调度目标;然后判断网络是否实现当完全覆盖,当不能全面覆盖时,通过调整部分节点的感知半径来实现网络的全面覆盖;当链路质量过差导致传输延迟过大时,通过设计从源节点到目标节点的增加节点苏醒时隙,并根据节点的剩余能量和传输延迟阈值来减少数据传输次数以降低传输延迟;在NS2环境下进行实验,结果表明:文中方法能有效地实现传感器网络监测区域的全面覆盖,降低网络的传输延迟和提高网络的生命周期,与其他节点调度相比,具有很强的优越性和实用性.     

无线传感器网络中基于移动锚节点的APIT的改进定位算法

针对APIT定位算法定位误差大,覆盖率低等缺点,提出了一种基于移动锚节点的改进的定位算法.在网络中引入移动锚节点,通过移动覆盖算法尽量使节点均匀分布,并提出了一种基于异构传感器网络的最佳节点数量的计算方法,另外引入了RSSI量化模型对APIT算法进行修正,解决了用APIT算法不能进行定位的问题.仿真结果表明,其与传统方...     

无线传感器网络基于权值的极小支配集路由算法

在无线传感器网络设计中,为节约系统能量、延长网络寿命,提出了基于权值极小支配集路由算法(Minimal dominating set with weight,WMDS).该算法的路由搜索主要集中在生成的支配集及网关节点内.当网络中少数节点发生变化时,只需个别相关节点更新它们的状态,不需要网络中所有节点重新计算支配集.考虑到网络内传感器节点能量分布均衡,各节点可以轮换充当支配点,支配点的数据融合可以减少传输信息包的数量.仿真实验表明,WMDS算法能得到较小的支配集,从而有效减少网络广播过程中的转发节点数,节省了网络资源.路由算法明显减少了信息包传输的数量,均衡了各节点的能量消耗,有效地延长了网络的寿命.     

基于非凸约束信息的传感器网络节点定位方法

节点定位是无线传感器网络中的关键性问题,大多数定位方法无法评估每个节点的定位精度。该文提出一种无需测距的定位算法,将传感器节点的真实位置限定于一个区域中,使用该区域的面积评估传感器节点的位置精确度,利用网络中的非凸约束提高定位精度。仿真结果表明,在使用非凸约束的情况下,对于节点总数为250,20%为已知位置节点的传感器网络来说,90%的节点能较好地被定位。