基于Agent的无线传感网QoS管理机制研究

服务质量好坏是衡量无线传感器网络性能的重要因素.结合传感器网络的特点,提出了一种基于智能.Agent的QoS管理机制,对其组成形式和工作过程进行了研究,提出利用智能Agent实现服务质量管理和协商.与传统机制相比,它可以有效地减少网络中的通信流量,更好地保证应用的完成并延长网络生命期.     

无人机辅助的无线可充电传感网充电路径规划方案

针对传统无线可充电传感网(WRSNs)存在传感器节点较为分散导致的充电效率低问题,提出了一种基于对WRSN进行分簇的无人机(UAV)充电路径优化方案(Optimized Charging Path Scheme, OCPS).方案首先将目标区域根据聚类算法划分为不大于充电器最大可覆盖范围的子区域并称其为簇;然后确定各簇区域锚点以及优先级并对充电最优路径进行选择;最后借助无人机给所有簇内传感器节点充能并返回充电中心(Charge Center, CC).仿真实验验证了方案的可行性,实验结果与AEC、MUC方案相比,OCPS方案的充电效率分别提高了约19.5%、27.9%,平均饿死节点数分别降低0.3、1.2个.与CRP、HCCA方案相比,OCPS的飞行长度与充电时长都有明显缩短.     

基于Agent的无线传感网QoS管理机制研究

服务质量好坏是衡量无线传感器网络性能的重要因素。结合传感器网络的特点,提出了一种基于智能Agent的QoS管理机制,对其组成形式和工作过程进行了研究,提出利用智能Agent实现服务质量管理和协商。与传统机制相比,它可以有效地减少网络中的通信流量,更好地保证应用的完成并延长网络生命期。     

无人机辅助的无线传感网络AoI最小化方案研究

针对无线传感器网络中海量数据处理过程中信息新鲜度问题,基于无人机飞行速度、高度、避碰和可靠传输等约束,以系统信息年龄AoI为考核参数提出了一种联合采集点选择、轨迹优化及无人机工作时间权衡的AoI最小化非凸优化方案。以一个多无人机在同频段条件下为多个传感器节点传输能量并收集传感数据为场景,对多架无人机在三维空间中的信息采集过程进行模拟验证。通过SCA优化算法将建立的非凸问题转化为一个凸优化问题进行求解,最终得到无人机飞行过程中的最优采集点、最优飞行策略及能量输送时间与信息传输时间分配权衡指数,使系统性能达到最优,实验结果表明,所提方案求得的最优解可有效实现系统AoI最小化。     

面向智慧观光农业的无人机路径规划策略

为提高无人机在观光农业混合型无线传感器网络中的数据采集效率,提出一种基于深度强化学习的无人机路径规划策略。基于社会力模型引入人流参量,结合Semi-Markov-Option分层强化学习方法以降低模型复杂度,基于Rainbow算法提出SMO-Rainbow(Semi-Markov-Option-Rainbow)路径规划策略。在ε-greedy探索策略中引入Tanh函数,提出AT-ε-greedy(adaptive-Tanh-greedy)策略,进一步平衡深度强化学习模型训练中的探索与利用阶段。实验结果表明,在观光农业场景中,所提路径规划策略与其它深度强化学习无人机路径规划策略相比,数据采集效率与训练稳定性均更优,有效降低了模型训练难度。     

基于二次Bezier曲线的无线传感网避障路径规划研究

用固定Sink节点进行无线传感网内数据采集的传统方式会导致热点区域(hot spot)问题,而采用移动Sink节点进行数据采集可以克服这个问题,从而达到均衡网络能量分布与延长网络生命周期的效果.本文针对类车型机器人作为无线传感网中移动数据汇聚节点的应用场景,提出了一种基于Bezier连续曲线的移动Sink节点避障路径规划算法.本文构建了连续分段Bezier曲线为巡航轨迹,采用人工势场中的斥力场理论实现对多个障碍物的智能躲避,动态调节二次Bezier曲线的内部控制点位置,将障碍物排斥在二次Bezier曲线之外.仿真结果验证本文提出的算法可以实现移动Sink节点规划路径的避障功能,同时Bezier曲线规划算法简单,计算量较小.     

中继协同无人机辅助的认知无线电网络安全通信

针对中继协同无人机(UAV)辅助的无线通信网络,提出一种基于认知无线电网络(CRN)的物理层安全通信方案.利用二次发射机协同解码转发中继向目的接收机发送机密消息,将UAV用作移动干扰器发送干扰噪声,以降低窃听者的解码能力.在不影响主用户通信的前提下,通过联合优化UAV的飞行轨迹和发射功率提高系统的平均保密率,采用基于连...     

基于ZigBee技术的无线传感网的安全分析

无线通信技术和电子器件技术的快速发展，促进了由传感器组成的无线传感网（WSN）的应用。在大多数应用环境中，用户对WSN的安全性有很高的要求，因此，安全成为制约WSN进一步广泛应用的关键。然而，新兴的ZigBee技术在组网方面体现其安全性。本文对ZigBee技术在组网方式、安全结构、加密算法等安全方面进行了全面的剖析。     

智能反射面辅助无人机的物理层安全传输方案

在无线通信系统中,信息发送端和接收端之间的通信链路易受到建筑物的遮挡和非法者的主动窃听。利用无人机（unmanned aerial vehicle,UAV） 灵活的移动性以及智能反射面（intelligent reflective surface,IRS） 在无线环境中智能可控特性,提出一种智能反射面辅助无人机的物理层安全传输方案,以最大化系统平均保密率。该方案首先采用块坐标下降法将最大化系统平均保密率问题分解为UAV-IRS飞行轨迹优化、IRS相移优化以及系统传输功率优化三个子问题。其次,通过引入松弛变量、相位对齐以及逐次凸逼近方法将每个子问题转换为凸优化问题。最后,再运用交替优化方法逐次求解三个凸优化问题。数值仿真结果表明,系统平均保密率与源节点发射功率、UAV-IRS飞行位置和高度、IRS反射元件数量等因素有关。并且与另外两个基准方案相比,所提的方案能有效地提高系统的平均保密率,并且具有较好的收敛性。     

无线传感网中数据传输延时优化的路由协议

针对无线传感器网络中存在的数据包丢失严重以及端到端延时较高的问题,提出了一种数据传输延时优化的路由协议（RPODTD）。首先,根据数据包传输结果对信道探测情况进行分类,引入有效探测占比与传输效率作为节点的评价指标;然后,通过实际延时以及理论延时的差值估算数据包的排队延时;最后,给定最大和最小排队延时阈值,根据排队延时所属的区间判断是否更改传输路径。在OMNeT++上进行的仿真实验中,与基于链路质量和延时的复合负载均衡路由协议（ComLoB）和拥塞避免多路径路由协议（CA-RPL）相比,RPODTD节点的平均端到端延时分别降低了78.87%和51.81%,节点丢包率分别降低了40.71%和68.43%,节点的死亡率分别降低了25.42%和44.62%。仿真结果表明,RPODTD能有效地减少端到端延时,降低丢包率,延长网络生命周期。     

一种结合卫星通信的容迟无线传感网数据收集方法

以广域部署的稀疏无线传感网为研究背景,给出一种无线传感网数据收集系统结构,利用卫星Geocasting方式向指定地域的处于睡眠状态的无线传感器节点发送指令,利用Data Mule收集节点的数据并通过卫星回传,对Data Mule的运动路径进行了规划,提出了一种基于凸包的算法,并设计了该系统的通信协议。仿真结果表明,该方法能有效解决广域稀疏无线传感网在复杂环境中数据收集的难题,有良好的性能。     

基于无线传感器网络的语音通信系统设计与实现

针对无线传感器网络在语音方面的应用进行深入研究,提出一种基于无线传感器网络的语音通信系统。根据无线传感器网络工作原理和节点体系架构,设计了以嵌入式处理器MPC2194为核心,结合无线收发器CC1000、语音采集编码芯片CMX649以及存储芯片、电源等外围电路构建的语音无线传感器节点。重点讨论了系统结构、硬软件设计和协议栈开发等关键问题。并通过实验选择优化系统参数,从而实现高质量语音通信。     

基于无线传感器网络的未知环境下移动机器人实时路径规划

利用无线传感器网络技术、多传感器信息融合技术、基于占用网格的概率地图构建和基于群集智能的微粒群仿生学算法,采用三层控制结构的规划策略,提出了一种新的在未知环境下移动机器人在线实时路径规划方法。最后设计并构造出了实际的无线传感器网络,验证了算法的有效性、准确性和实时性。     

基于分簇的无线传感器网络安全组播路由协议

针对无线传感器网络节点能量、计算和带宽有限的特点．提出一种适用于无线传感器网络的基于分簇的安全组播路由协议（CSMR）。该协议采用了HiM-TORA的树形组播寻路机制，并引入了TESLA密钥链与时间同步等安全机制，能够自动且安全地构建覆盖所有组播组成员的组播树，且在路由建立的阶段就能对成员的身份和相关的信息进行认证，有效的防止了对组播路由的各种攻击。同时分析了该协议的安全性与有效性。     

一种基于云计算的无线传感网体系结构

提出了一种基于云计算的无线传感网体系结构。整个传感网被划分为若干个分区; 云作为虚拟汇聚节点, 有多个汇聚触点, 每个触点负责一个分区中传感器的数据收集; 每个分区中的传感器组成本地传感网, 所有本地传感网通过云连接成一个整体; 数据在云中分布存储、并行处理。模拟实验表明, 新结构传感网的数据传输性能明显提升。该结构适用于以数据为中心的无线传感网。     

基于QoS的无线传感器网络路由

综合考虑无线传感器网络的路径节点最小能量、路径能耗、延迟、信道错误率等因素,采用QoS路由对不同的查询业务实现区分服务。通过对传统的定向扩散路由算法的扩展,在保证业务可靠性要求的前提下,组合利用“路径节点最小能量/路径能耗”和“最小跳数”信息,提出了一种针对尽力而为业务和实时业务的QoS路由算法。仿真结果表明,扩展后的算法能满足业务的可靠性要求,随信道错误率的增加,它能更好地均衡网络各节点的能耗。     

失真容忍无线传感网络中的最优传感器配置研究

研究了一维和二维无线传感器网络(WSN)在空间信号源相关条件下的最优传感器配置方法。WSN通过分布的传感器节点得到与位置相关的测量数据, 然后恢复出具有空间相关性的信号。WSN重建信号的基本准则是使重建信号和原信号在单位区域能量恒定条件下的均方误差(MSE)最小。研究了在具有有限节点的小网络和具有有限节点密度的大网络中传感器节点密度和空间数据相关性对网络性能的影响, 定量分析了各种不同网络参数间的相互作用及其对网络性能的影响。其结果为实用WSN的设计提供了基础。     

传感器网络战——传感器网络的下一代军事应用构想

本文分析了无线传感器网络军事应用的发展过程,指出了传感器网络已开始从传统的侦察保障型装备向具有进攻杀伤力的武器演化的发展态势。据此,本文提出了“传感器网络战”的新构想,这为传感器技术发展提供了一个新视角。     

面向普适健康服务的无线体域传感网

面向普适健康服务的无线体域传感网要求网络满足高速、低功耗的要求。通过采用超宽带技术,结合普适健康服务业务需求,构建了高速、低功耗的无线体域传感网。该网络能够支持多种传感器同时检测,通过高速物理层接口,做到生理信息的及时传输。实际原型系统测试表明:该原型系统能够支持10个以上节点,在3 m范围内提供100 Mbps的网络速率,并且发送节点平均功耗小于10 mW。     

Energy optimization in path arbitrary wireless sensor network

A network of wireless sensors is a self-infrastructure approach with many sensory nodes. The distributed sensory nodes communicate with each other via sensory points. In wireless sensor network (WSN), the sensory nodes collect information for healthcare, military and monitoring systems. Such networks require an exclusive arrangement of the nodes to challenge inherent limitations and energy deficiency. The conventional design of a communication system consumes more energy with high latency causing degraded performance. This study provided a machine learning-based path optimization mechanism using the least energy resources in designing an effective wireless network system with enhanced three measures of network performance, including throughput, packet delivery efficiency and energy usage. The proposed methodology is validated through network simulation tools.