基于种群阈值优化机制的WSN均衡覆盖算法

为解决无线传感网节点部署过程中存在的网络覆盖性能较差、离散节点数量不高等问题,提出了一种基于种群阈值优化机制的WSN均衡覆盖算法.采取定位机制,将传感节点视作可移位的动态粒子,设计了基于种群周期更新机制的定位覆盖方法,以提高节点布撒精度及均衡性.根据粒子的坐标偏移构建迭代裁决函数,将覆盖度较高的节点进行坐标偏移处理,以提高传感节点对区域的感知能力,从而增强网络的覆盖效果.同时,结合簇内最低覆盖距离等参数,设计了基于阈值优化机制的节点均衡方法,利用交叉判定阈值对节点坐标偏移进行校正处理.通过移动节点位置,对簇内区域进行再覆盖,以降低节点频繁移动而导致的能量受限现象,提升节点分布的离散程度,使覆盖均衡效果更佳.仿真实验结果显示,与当前无线传感网覆盖领域内常用的两种算法相比,此次所提出的算法网络区域覆盖能力更高、节点离散性能更强.     

传感器网络中的栅栏覆盖问题

覆盖问题是传感器网络中的基础性问题,着重研究了一类特殊的覆盖问题--栅栏覆盖问题.从栅栏问题的定义出发,基于对最大支撑路径的分析和实验,得出了增量式传感器布局的启发式规则,这些规则可以用来分析和完善已有布局中存在的弱点或漏洞.仿真实验证明了这些规则的有效性.     

一种改进的无线传感器网络三维K覆盖控制方法

针对三维无线传感器网络最坏情况覆盖问题,提出一种基于概率和网络最坏情况覆盖的三维传感器网络节点K覆盖方法,该方法先对三维待监测区域以网格划分,然后将前K(K为覆盖度)个传感器节点放置在网格点后,分别求取这K个节点的最大突破路径,在路径的公共点上依次放置传感器节点,直到每个网格点以预设的概率达到K覆盖为止.该方法能够减少网络资源.仿真表明,该方法与原基于概率的K覆盖方法比较,能用较少的节点满足相同的覆盖度.     

基于Memetic算法的无线传感网络覆盖优化

针对无线传感网络覆盖优化中工作节点集难以选取的问题,提出了一种基于Memetic的覆盖优化算法.该算法主要由选择算子、交叉算子、变异算子、禁忌局部搜索算法和种群更新策略组成.利用相邻节点间的区域覆盖关系,减少局部搜索中邻域的目标函数值计算量、提高计算速度,并利用随机和贪婪的策略构造一个质量较好的初始种群.仿真结果表明,该算法具有较强的搜索能力,能快速收敛于优秀解、实现工作节点集的优化选取、降低网络冗余和能耗、延长网络的生存时间.     

混合传感器网络在WSN栅栏覆盖的优化研究

在混合无线传感器网络覆盖研究中,移动传感器节点的再定位是栅栏覆盖中的一项重要研究.针对无移动能力的固定节点无法形成有效的栅栏覆盖网络、添加移动节点方法复杂、栅栏长度过长等缺点,为提高修复栅栏覆盖漏洞效率,提出一种由混合无线传感器网络部署的栅栏覆盖.首先通过固定节点形成的Voronoi图判断栅栏的覆盖漏洞,再利用改进的蚁群算法控制移动节点,根据delaunay三角网最短边的搜索策略进行部署,从而形成完整的1-栅栏覆盖.matlab软件仿真分析结果表明:在Delaunay-ACO(D-ACO)算法指导下,实现了移动传感器节点部署过程更简便,优化了混合传感器网络的1-栅栏覆盖策略,能够有效侦测入侵目标,获得更好的栅栏覆盖效果.     

一种基于移动代理的无线传感网络节点覆盖算法

研究了一种基于移动代理的无线传感网络节点覆盖算法.利用该算法,不需要知道整个网络的拓扑结构,或全局信息就能快速有效地访问整个网络中的全部节点,实现节点覆盖的目的.仿真结果证明,即便考虑节点失效的影响,该算法仍然保证了一定的有效性.     

传感器网络中的栅栏覆盖问题

覆盖问题是传感器网络中的基础性问题,着重研究了一类特殊的覆盖问题——栅栏覆盖问题。从栅栏问题的定义出发,基于对最大支撑路径的分析和实验,得出了增量式传感器布局的启发式规则,这些规则可以用来分析和完善已有布局中存在的弱点或漏洞。仿真实验证明了这些规则的有效性。     

三值量子遗传算法及其应用

面向智慧城市无线视频传感网络建设的需要,提出了一种三值量子遗传算法,用于求解网络优化覆盖中的节点部署问题。算法以二维离散网格模型描述监视区,用编码描述矩阵刻画监视区域,并采用七元组模型描述有向无线视频传感器。用三值量子遗传算法搜索解空间,通过合理设计染色体编码,优化三值量子旋转门参数,使得算法的运算速度快,收敛性好。引入理想覆盖率和理想加权覆盖率两个极限值,采用相对比较法评判算法优劣。仿真实验表明,算法获得的节点部署方案能很好逼近理想极限值。     

RBLCP：一种覆盖网络的QoS路由改进算法

针对传统IPQoS路由算法不能满足覆盖网络的服务需求的问题，提出了一种通用覆盖网络下的QoS路由算法--资源均衡最小代价路径(RBLCP)算法.该算法从覆盖链路带宽和覆盖服务节点处理能力受限的角度出发，寻找一条既满足QoS要求又保证网络资源均衡的路由.对该算法的QoS满意率、覆盖链路带宽的均衡性以及节点处理能力的均衡性进行了性能仿真.结果表明，与改进的最短路径算法和成比例的带宽最小路径算法相比，RBLCP算法具有更好的QoS满意率，在对网络资源尤其是稀缺资源的均衡方面也有良好的性能.     

适于无线可充电传感网络的节点优化部署

针对现有无线可充电传感网络的节点优化部署方法中存在的收信能量估计模型未考虑实际商用天线的定向辐射特征、优化目标未考虑节点部署方式对定位精度和覆盖程度的影响、节点部署方法寻优精度有待进一步提升等问题,研究适于无线可充电传感网络的新型节点优化部署方法.以精确估计收信能量为目标,提出基于双偶极子天线的收信能量估计模型;提出传...     

基于遗传算法的分层覆盖网络组播树构建

依据NICE网络协议组织网络节点，提出一种分层覆盖网络组播树模型，其基于K-Mediods和遗传算法对组播服务节点MSNs选择，构建覆盖网络分层组播树。根据覆盖网络中组播服务节点的特点，引入基因差异控制和变异精英控制策略，对遗传算法中的交叉和变异算子进行修正，限制适应度差的个体生成，在缩小搜索空间、加快收敛速度的同时，提高算法的全局寻优能力。理论分析和仿真结果也表明，该模型不仅有效克服了传统K-Mediods算法模型易陷入局部极小值的特点，而且明显避免了对初始中心选值敏感的问题。     

基于Petri网的无线自组织覆盖网络引导索引机制分析

为有效解决覆盖网络与无线自组织网络的协同问题,依据无线自组织覆盖网络模型,在移动节点本地路由的基础上,根据覆盖网络全局分布式算法提出引导索引机制(KIM),综合考虑节点所处的网络环境和本身状态,将运行在逻辑命名空间的覆盖网络协议和无线自组织网络路由协议相结合,以适应移动节点和网络拓扑的动态变化.利用Petri网对其进行形式化描述和建模,结果表明了KIM的正确性和完备性,在不增加额外开销的情况下,能进行可扩展、高效的节点查找定位和通信,适应动态的无线自组织网络环境.     

基于瑞利信道的无线传感网随机k覆盖问题

针对描述密集传感器网络k覆盖问题感知模型的不足,结合传感器节点空间分布的泊松点特征及信道传输特性,采用积分几何集合相交的方法,提出了一种基于瑞利信道的传感器网络节点覆盖测度模型,并推导了网络k覆盖概率及达到k覆盖所需的节点密度. 通过仿真实验分析了信道参数对k覆盖概率的影响,验证了测度模型的正确性.     

基于三维传感器网络的覆盖算法的研究

该文用MATLAB软件模拟三维传感区域,随机均匀放置传感器节点并拟合移动目标点的路径,使目标运动到任何位置时都能有效地被锚节点覆盖,为了提高目标的覆盖效率,从实际应用出发,设计了一种优化后的虚拟力算法,对网络中的每个节点引入排斥力、引力、边界约束力3种力的形式,使密集的节点分散均匀,同时引入节点间距离的阈值、边界节点与边界距离的阈值来实现对感兴趣区域的最大覆盖,并用仿真验证算法有效性。     

基于混合聚类的覆盖网络组播服务节点选择模型

通过分析当前覆盖网络特点,以分层覆盖网络为基础构建特定源组播树,实现对组播服务节点MSNs的管理,并提出一种基于K-Medoids和遗传算法的模型,用于网络中MSNs的选择.结果表明,该模型有效克服了传统K-Medoids算法模型对初始中心选值敏感的问题和早熟收敛现象,使其针对覆盖网络组播服务节点的选择性能明显优于K-Medoids选择模型,平均收敛速度也提高近30%.     

粮库PWSN部署中NP-Hard问题的研究

以无线传感器网络在粮库中的应用为例,将传感器节点部署中出现未覆盖区域问题归属为NP-Hard 问题.结合近似算法、Bidding协议、Voronoi diagrams等方法,对粮库PwsN部署中的NP-Hard问题进行了较深入的研究,对解决粮库无线传感器网络的覆盖问题提出了新思路.     

一种基于死亡节点与半径调度的LEACH覆盖保持协议

提出了一种基于死亡节点与半径调度的低功耗自适应集簇分层型（LEACH）覆盖保持协议,对簇头的随机选择机制进行了阈值的联合优化,采用泰森多边形对簇头节点进行Voronoi图划分,并根据簇头节点和簇内节点覆盖半径的不同进行分簇.在增大簇头节点通信半径及减小簇内节点的通信半径时,同时考虑网络中死亡节点数目,修正簇头节点的阈值选择公式,根据该阈值对网络的簇数重新选择和分簇.仿真结果表明,该算法对网络的覆盖度可保持在1 700轮左右,提高了网络的数据传输能力,延长了生命周期.     

基于无线传感器网络多栅栏覆盖的目标入侵方向检测研究

目前基于无线传感器网络的目标跟踪技术已经成为研究热点,在网络全覆盖模型下可以实现对目标的有效跟踪。如何通过较少的传感器节点检测出目标运动的轨迹或方向是一个亟待解决的问题。文章通过分析栅栏覆盖网络模型的结构特点,提出一种基于二元传感器节点的多目标入侵方向检测机制。它结合传感器网络覆盖控制算法和目标跟踪算法实现了对入侵者穿越传感器网络覆盖区域的方向性检测。可应用于边境线监控,停机坪监控等特殊区域。仿真实验结果表明该新网络覆盖监控模型,应用较少的传感器节点,实现了目标入侵的方向性检测,同时降低了网络的能量消耗。     

WSNs中一种寻找最小工作节点集的覆盖算法

针对现有覆盖算法存在的很多冗余节点,提出了寻找最小工作节点集的覆盖算法.该算法分为两个阶段:第1阶段运行已有的覆盖算法;第2阶段运行节点替换算法,它用更少的节点替换更多的工作节点,如此循环迭代使工作节点数不断减少.仿真实验表明,该算法比其他覆盖算法能获得更多的休眠节点,使工作节点数减少10%左右,从而延长了网络生命周期.     

协作多跳水声网络能量最小路径研究

研究在给定接收信噪比条件下协作多跳水声网络能量最小路径问题.考虑一个二维协作多跳网络模型,源节点和目的节点通过任意分布的中继节点及其附近的协作节点进行数据通信.建立了该网络的能量模型,并通过最优频率-距离关系的近似表达简化能量模型;在此基础上分析了可变发送功率模式下的能量最小路径,对节点间距和协作节点数量进行联合优化,从理论上证明了当各中继节点选取相同数量的协作节点,且中继节点按直线等距路径分布时网络总能耗最小,并给出了直线等距网络最优节点间距和最优协作节点数量的求解方法.仿真结果验证了该理论的正确性.