传感器网络中基于移动代理的数据融合框架设计

使用移动代理进行数据融合相比于传统的数据融合方法拥有诸多优势.设计了一种基于移动代理的数据融合框架;通过定义目标函数,采用遗传算法求解框架中移动代理的最优路由策略;提出了一种基于分辨率的并行量化交叠的数据融合算法RPQO作为框架中的融合策略.仿真结果表明基于移动代理的数据融合框架能够有效地将融合策略和基于移动代理的路由策略整合起来,取得比传统数据融合算法更好的性能,其优势随着网络节点规模的增长更为明显.     

无线传感器网络中基于数据融合的移动代理曲线动态路由算法研究

和传统的C/S模型相比,移动代理模型在数据融合方面更适合无线传感器网络.在基于移动代理的数据融合算法中,移动代理访问传感节点的顺序以及总数对算法的效率、网络寿命等有着重大影响.为此提出了一种基于数据融合的移动代理曲线动态路由算法设计方案.通过构造特定数据结构的数据报文和数据表,给出了目标节点基本信息收集算法获取目标节点到处理节点的最优路径;将移动代理路由归结为一个优化问题,由静态路由算法求出移动代理迁移的静态最优路由节点序列,进而获得了移动代理基于曲线的动态路由算法.理论分析和模拟实验表明,随着传感器网络规模的增大和传感数据量的增加,和其它算法相比,该算法有更小的网络耗能和延时.     

一种基于网格和移动代理的无线传感器网络数据融合算法

能源有效性是无线传感器网络(WSN)路由算法设计要考虑的首要问题,数据融合可以通过合并冗余数据而有效地节约能耗.提出一种将网格和移动代理相结合的WSN数据融合算法,基于移动代理对Sink节点发出兴趣代理报文和目标节点发出数据代理报文进行转发.将移动代理路由归结为一个优化问题,通过把WSN均匀分割为多个大小适当的二维网格,形成自适应遗传算法(AGA)的初始群体,采用AGA求出移动代理的最优路由节点序列.仿真结果表明,随着网络规模增大,和局部最近邻优先算法(LCF)相比,该算法有更小的网络能耗和延时.     

新型安全移动代理的路由算法设计

研究了安全移动路由算法设计的问题.针对目前代理在网络中进行漫游时,数据安全存在极大威胁,而现有的一些使用移动代理的路由算法或是没有考虑到代理的安全,或安全保护负担过重.为此,提出了一种基于安全移动代理的路由算法的设计思想,使用概率值来构造路由表,通过移动代理在网络节点间的迁移来发现网络状态,更新节点路由表.同时在网络节点处建立信任表,定期生成测试代理在虚拟空间中运行,并对其属性和关键数据进行检测以保证网络节点的可靠性,实现代理在网络中的安全.提出的算法还借助rasshopper 移动代理开发平台构造了一个简单网络模型,对其进行了仿真验证.算法提高了路由算法的效率,节约了网络的系统开销,有良好的运用前景.     

无线传感器网络追踪系统中的一种高效位置更新机制

在传统的追踪系统中,移动节点需要周期性地向服务器汇报其位置信息.但是随着移动节点数目的增加,这种方式会导致很高的丢包率和快速的能量消耗.同时,在实际的追踪应用中,观察到节点之间距离通常很接近.因此,如果选出部分节点作为代理,由代理节点周期性地汇报位置信息能够极大地减少网络中的消息复杂度和能量消耗.基于此想法,提出了无线传感器网络追踪系统中的一种高效位置更新机制(LUM).在该机制中,移动节点只通过远程代理和近程代理这两种代理节点来更新位置信息.为验证该机制的性能,在真实的实验室环境中布置一个包含38个Micaz节点的原型系统.实验结果显示,与传统方法相比,LUM能够平均减少45%的消息发送和48%的能量消耗.     

基于免疫算法的无线传感器网络路由算法

针对移动代理（MA）以能量有效的方式收集相关性数据的特点,提出一种基于免疫算法的数据融合路由算法．利用免疫算法的寻优能力对MA路由进行全局优化,并根据节点数据传输和融合能量开销及节能增益,对移动代理迁移到每个节点是否进行数据融合进行选择,以提高信息收集过程中网络能量效率．实验结果表明,该算法具有更好的能量利用效率和较低延时．     

动态传感器网络移动代理路由算法

提出一种基于蚁群优化的动态传感器网络移动代理能量有效路由算法.该算法设计了一种新的路径选择概率模型,使移动代理能找到一条从处理节点到目标节点之间的能量有效路径,该路径兼顾了路径能量消耗和节点剩余能量情况;该算法还制定了新的蚁群局部信息素再初始化规则,该规则在网络中发生动态变化的节点附近进行局部信息素再初始化,快速有效地更新最优路径.与其他算法相比,该算法能找到一条能量消耗较小,并且节点剩余能量较多的有效路径.     

WSN中基于冗余度的移动代理路由算法

在基于移动代理(MA)的无线传感器网络数据融合中,MA路由的选择直接影响系统能耗,从而决定整个网络的使用寿命。为此,引入冗余度参数,同时结合节点剩余能量参数和节点间最短距离参数,提出基于冗余度的 MA路由算法。采用阈值处理方法消除冗余节点,利用Kruskal方法建立最小生成树,初步形成MA路径,并通过改进的后序遍历方法对其进行优化。仿真结果表明,与遗传算法和近优路由设计算法相比,该算法能有效降低能耗,减少数据延时,延长网络生命周期。     

基于移动代理的无线传感器网络路由算法

针对移动代理(MA)以能量有效的方式收集相关性数据的特点,提出了基于免疫算法的层次型改进路由算法,将移动代理和无线传感器网络中的分簇理论相结合.算法首先应用免疫算法对网络内的节点进行优化分簇,簇首选择时充分考虑节点的剩余能量等因素,在获得高效的分簇信息之后,为了避免所有的簇头都与基站进行远距离通信消耗过多的能量,在次应用免疫算法得到一条遍历所有簇首节点的最优路径提供给移动代理,以达到数据的有效收集和能量高效利用的目的.实验结果表明,提出的改进算法能够有效增加网络的传输次数,延长无线传感器网络的生存周期.     

多分辨率数据融合算法的应用

在分析基于移动代理的多分辨率数据融合(MRI)算法的基础上,给出了一个确定灾难发生概率的应用实例。在实例中对基于移动代理的MRI算法进行了改进,实验结果表明基于移动代理的MRI改进方法与传统的基于客户端/服务端（C/S）模式的方法相比具有延迟短、能耗小、伸缩性强等优点。应用此方法预测某一事件的发生是成功的、可行的,并且具有较高的灵活性。     

无线传感器网络免疫代理数据融合算法

针对网络能耗和延迟问题,提出了一种基于免疫代理的数据融合算法。通过代理的自由迁移降低节点传输能耗;通过免疫降低参与融合的节点数以降低网络能耗;设立应急通道以降低紧急情况下的网络延迟;采用十六进制编码方法对融合数据进行压缩处理。试验结果表明,该算法能有效降低网络能耗和延迟。     

一种基于MA的无线传感器网络IDS模型研究

本文针对分簇式无线传感器网络的特点,将入侵检测技术与移动Agent技术相结合,提出一种基于MA的无线传感器网络入侵检测方案,采用多个Agent模块分布协作,运用一种基于聚类的入侵检测算法,从而达到提高无线传感器网络的安全性、可靠性,降低入侵检测能量消耗的目的。     

一种模拟退火遗传算法的传感器网络数据融合技术研究

研究无线传感器网络(WSN)数据融合技术。传感器节点计算能力、通信能力有限,WSN采用交叉重叠方式部署,导致冗余数据量大,需采用数据融合技术消除冗余和无效数据,节约网络通信能耗。结合遗传算法全局搜索和模拟退火算法局部搜索的优点,提出一种模拟退火遗传算法的WSN数据融合方法(SA-GA)。采用模拟退火遗传算法快速找到移动代理路由最优传感器节点序列,并实现数据融合。仿真实验结果表明,与遗传算法、模拟退火算法相比,SA-GA更能快速找到全局最优数据融合节点序列,并对数据进行有效融合,具有更小的网络能耗和网络延时。     

一种基于分簇技术的数据融合算法

针对无线传感器网络节点能耗的限制以及通信数据的隐私问题,提出一种基于分簇技术的数据融合算法（Data Fusion Algorithm based on Clustering Technology, DFACT）。算法通过分簇技术解决通信数据的时延,簇内利用算法选择合适簇头,并构造数据融合树结构进行数据融合,减少数据通信量,保护数据隐私;簇间采用基于移动代理模型选择最佳路径提高通信效率。实验结果表明,DFACT算法可以有效地降低大规模无线传感器网络节点耗能,提高数据的安全性,延长网络生命周期。     

Agent-based artificial immune system approach for adaptive damage detection in monitoring networks

This paper presents an agent-based artificial immune system approach for adaptive damage detection in distributed monitoring networks. The presented approach establishes a new monitoring paradigm by embodying desirable immune attributes, such as adaptation, immune pattern recognition, and self-organization, into monitoring networks. In the artificial immune system-based paradigm, a group of autonomous mobile monitoring agents mimic immune cells (such as B-cells) in the natural immune system, interact locally with monitoring environment, and respond to emerging problems through simulated immune responses. The presented immune-inspired monitoring paradigm has been applied to structural health monitoring. The “antibody” of a mobile monitoring agent is a pattern recognition algorithm tuned to a certain type of structural damage pattern. The mobile monitoring agent performs damage diagnosis based on structural dynamic response data. Mobile monitoring agents communicate with each other and collaborate with network components based on agent interaction protocols defined in agent standards, the Foundation for Intelligent Physical Agents standards. A mobile agent system embedded in sensor nodes supports the selective generation, migration, communication, and management of mobile monitoring agents automatically. The active structural health monitoring is achieved by distributing mobile monitoring agents to the sites where they are needed. The structural damage diagnosis using mobile monitoring agents and artificial immune pattern recognition method has been tested using a scaled steel bridge structure. The test result shows the feasibility of using this approach for real-time structural damage diagnosis.     

WSN in cyber physical systems: Enhanced energy management routing approach using software agents

Recently, the cyber physical system has emerged as a promising direction to enrich the interactions between physical and virtual worlds. Meanwhile, a lot of research is dedicated to wireless sensor networks as an integral part of cyber physical systems. A wireless sensor network (WSN) is a wireless network consisting of spatially distributed autonomous devices that use sensors to monitor physical or environmental conditions. These autonomous devices, or nodes, combine with routers and a gateway to create a typical WSN system. Shrinking size and increasing deployment density of wireless sensor nodes implies the smaller equipped battery size. This means emerging wireless sensor nodes must compete for efficient energy utilization to increase the WSN lifetime. The network lifetime is defined as the time duration until the first sensor node in a network fails due to battery depletion. One solution for enhancing the lifetime of WSN is to utilize mobile agents. In this paper, we propose an agent-based approach that performs data processing and data aggregation decisions locally i.e., at nodes rather than bringing data back to a central processor (sink). Our proposed approach increases the network lifetime by generating an optimal routing path for mobile agents to transverse the network. The proposed approach consists of two phases. In the first phase, Dijkstra’s algorithm is used to generate a complete graph to connect all source nodes in a WSN. In the second phase, a genetic algorithm is used to generate the best-approximated route for mobile agents in a radio harsh environment to route the sensory data to the base-station. To demonstrate the feasibility of our approach, a formal analysis and experimental results are presented.     

能量有效和延迟敏感的无线传感器网络数据收集协议

利用移动Sink进行数据收集是无线传感器网络数据收集的一个趋势。本文提出一种能量有效、延迟敏感的移动数据收集协议（Energy—efficient and Delay—Sensitive Data Gathering Protocol for Wireless Sensor Networks,简称EEDS）。EEDS中,移动Sink在网络中穿行,从代理节点收集传感器节点监测到的数据。为了减少数据收集的延迟,采用类TSP（Traveling Salesman Problem）的解决方法,确保移动Sink在各个代理节点中收集数据时,始终选择一条最短路径在网络中行走。模拟仿真表明,提出的数据收集协议在延长网络生命周期以及减少数据收集延迟方面都有显著的优势。     

基于无线传感网络的大体积混凝土裂缝监控技术

对大体积混凝土浇灌过程中的温度和温度应力进行监测与控制,可以有效防止裂缝的产生。在分析了大体积混凝土温度和应力常见监测方法的特点后,提出一种基于无线传感网络和移动agent技术的分布式温度和应力监控系统。系统利用无线传感器节点采集混凝土温度和应力等信号,实现并行的分布式信息采集与处理,安装布置简便;将移动agent应用于无线传感网络以解决异构系统间协作、协调及信息融合,有效降低了冗余数据的传输及节点能耗。详细分析了系统结构组成及设计方法,并利用该系统进行了现场测试,实验结果表明,该系统能够较好实现对混凝土施工过程中的温度、应变情况进行实时在线监测。