无线传感器网络中节点的动态部署

作为无线传感器网络中节点部署的新兴技术,动态部署得到了越来越多的重视并在近年来取得了理论和应用上的一系列进展.首先介绍了动态部署的基本概念和设计难点,并根据移动主体的不同,将动态部署分为节点自主部署和机器人辅助部署两种方式.然后,依据静态和动态两种部署场景,分类论述了节点自主部署的代表性成果.接着从网络构建和网络维护两...     

无线传感器网络中节点的动态部署

作为无线传感器网络中节点部署的新兴技术,动态部署得到了越来越多的重视并在近年来取得了理论和应用上的一系列进展。首先介绍了动态部署的基本概念和设计难点,并根据移动主体的不同,将动态部署分为节点自主部署和机器人辅助部署两种方式。然后,依据静态和动态两种部署场景,分类论述了节点自主部署的代表性成果。接着从网络构建和网络维护两个阶段介绍机器人辅助部署的主要方案。最后总结了节点动态部署亚待解决的问题,并探讨了进一步研究的方向。     

保证覆盖的无线传感器网络梯度部署方法

在大规模随机部署的无线传感器网络中,数据通常逐跳汇聚到Sink节点,因而与Sink邻近的节点需要转发大量的数据,从而导致了Sink邻近区域内的节点因能量耗尽而引起网络失效。此时,外层区域的节点仍剩余大量的能量。本文首先提出了网络生存期最大化部署的问题,分析了无线传感器网络数据转发的特点,基于此特点给出了梯度的节点密 密度部署方法,以提高能量利用率,最小化剩余能量,最后通过理论和实验分析了梯度部署方法的性能。     

无线传感器网络节点部署研究进展

无线传感器网络的部署方式影响传感器网络的覆盖质量、网络拓扑结构、网络的连通性和网络的生存时间等性能。从静态和动态两种方式对节点的部署进行研究。阐述相关节点部署技术,并对节点部署中存在的问题进行分析和评述,指出今后的研究方向。     

无线传感器网络的节点部署方法的研究进展

无线传感器网络正成为全球关注的热点领域,节点部署是无线传感器网络工作的基础,它直接关系到网络监测信息的准确性、完整性和时效性,但目前对这一方面的研究还比较少,研究工作远落后于其它方面.对节点部署的相关问题进行了阐述.在分类与比较的基础上系统的综述了近几年来节点部署方法的研究进展,讨论了目前存在的问题和需要进一步研究的方向,旨在对以后的研究提供参考.     

基于遗传算法的无线传感器网络重新部署方法

研究了无线传感器网络在受限移动能力条件下的重新部署问题.针对节点的运动模型为跳跃式移动,提出一种基于遗传算法的重新部署算法.算法以节点的跳跃方向为遗传算法的基因,适用度函数同时考虑了最大化覆盖率和最小化移动总距离.仿真实验表明,在各向同性的感测模型中,此算法优于文献[8]提出的FBSD算法,能实现节点的最优运动规划,并且在有向感测模型中,此算法也能有效提高网络覆盖率.     

一种基于虚拟力的移动传感器网络再部署算法

针对移动传感器网络中,数据的大规模定向传输的实际特性,提出一种基于虚拟力的移动传感器网络节点精确部署算法（VFPDA）。通过引入“中继节点簇”的概念,在源节点到目的节点之间生成多条虚拟“引力线”,这些引力线相互衔接从而构成一条虚拟的通路,然后吸引周围的移动节点向其靠拢,在“引力线”所产生的引力以及节点之间的斥力等作用力的共同作用下,构建一条从源节点到目的节点的通路。实验仿真验证了该算法的有效性。     

无线传感器网络的设计与部署

首先分析了无线传感器网络与传统无线自组织网络的区别,从侧面阐述了无线传感器网络的特点。接着,讨论了对无线传感器网络设计与部署具有指导意义的无线传感器网络的评价指标。最后,从无线传感器节点到无线传感器网络、从个体到整体、从微观到宏观,较为全面地讨论了无线传感器网络的设计与部署问题,为无线传感器网络的实际应用提供了有价值的参考。     

一种线型无线传感器网络部署策略

根据矿井线型环境下传感器节点的定位需求,提出一种K(K=3)重覆盖无线传感器网络部署策略,该策略通过使用等腰三角形分区覆盖和传感器节点分组的方法,解决了矿井线型环境下的K重覆盖和网络能耗均衡问题。仿真实验表明,该策略使用较少的分组实现了预定的覆盖度要求,并通过组内节点数的不均匀部署保证了网络能耗的均衡性,与组内节点数均匀部署相比,其网络生命周期提高了53.64%。     

无线传感器网络的部署

传感器节点的部署是无线传感器网络中的很重要的问题,因为它反映了传感器网络的成本和监视能力。它和定位、跟踪一样,是无线传感器网络中的一个基本的问题。尽管国外已经在这方面开展了一些相关研究,由于不同的应用有不同的部署特点和目标,仍然面临很多挑战。综合大量无线传感器网络部署相关的技术文献和最新研究结果,着重分析无线传感器网络中节点部署问题的重要性、面临的主要挑战、研究的现状以及对已有算法优缺点的剖析,指出下一步的研究方向。以环境监测中部署算法的设计为例,指出关键的考虑因素。     

无线传感网络移动节点位置并行微粒群优化策略

网络节点位置优化是无线传感网络研究的核心问题之一.无线传感网络通常由固定节点和少量移动节点构成,传统的虚拟力导向算法无法解决固定节点对移动节点优化的约束.该文针对这一问题,提出了基于并行微粒群算法的优化策略.微粒群算法具有适于解决连续空间多维函数优化问题、能快速收敛至全局最优解的特点.并行框架提高了算法的运行效率,降低了算法的运算复杂度,使算法能够满足无线传感网络的需求.通过并行微粒群算法搜索不同状态下无线传感节点的最优位置,使无线传感网络能够利用移动节点实现网络结构的动态重组,最大化网络覆盖范围,提高网络测量可靠性.实验证明,并行微粒群优化策略能快速有效地实现无线传感网络移动节点位置优化.     

基于移动Agent的无线传感器网络拓扑发现机制

对监测区域中部署的传感器节点的拓扑发现是传感器网络应用的前提,它反映了传感器网络的监测能力。考虑目前拓扑发现算法中能量消耗过多、网络连通性不强等问题,文中结合移动Agent的特点,提出了一种基于移动Agent的无线传感器网络拓扑发现机制,通过建立数学模型,利用相关邻近图（relative neighborhood graph）理论生成网络拓扑。实验结果表明,基于移动Agent的拓扑发现机制相对于当前存在的拓扑发现算法具有很好的稳定性和良好的节能效果,该算法可以解决节点拓扑请求信息讨多导致过多能量消耗的问颢．     

无线传感器网络随机部署连通性研究

无线传感器网络在一定区域范围内随机部署时,需要布置适量的节点才能保证网络的连通性及网络服务质量。该文根据不同的条件,建立无线传感器网络随机部署的数学模型以研究网络的连通性。通过仿真实验验证了该模型的正确性,为无线传感器网络的随机部署应用提供了理论依据。     

异构无线传感器网络的密钥管理方案

本文针对无线传感器网络能量和计算能力等局限性问题,提出了一种基于分簇结构的无线传感器网络密钥管理方案。该方案采用椭圆曲线的双线性对加密技术对节点的身份进行认证,通过验证节点的合法性来抵抗非法节点的攻击。     

基于一种虚拟骨干网环境下的移动能量补充策略

在无线传感器网络中,骨干网可方便地实现数据聚合,有利于达到能量高效的数据收集,但是其面临着骨干节点能量消耗过快,易出现因节点能量耗尽而导致骨干网连接中断的问题.为了保证网络能够持续高效的运行,一种基于虚拟骨干网的移动能量补充策略VBMERS(Mobile Energy Replenishment Strategy with Virtual Backbone)被提出来解决网络中骨干节点的能耗过快问题,同时也兼顾对非骨干节点的能量补充.VBMERS策略根据待充电传感器节点当前的通信量计算其优先级,始终选择优先级最大的节点作为充电候选节点以尽量给负载大的节点优先充电,从而避免节点快速进入能量饥饿状态.仿真结果显示,VBMERS策略能有效的解决节点的能量饥饿问题,降低了节点的失效率,进而延长了传感器网络的生存周期.     

基于Markov的无线传感器网络入侵检测机制

本文采用Markov线性预测模型,为无线传感器网络设计了一种基于流量预测的拒绝服务攻击检测方案——MPDD。在该方案中,每个节点基于流量预测判断和检测异常网络流量,无需特殊的硬件支持和节点之间的合作;提出了一种报警评估机制,有效提高方案的检测准确度,减少了预测误差或信道误码所带来的误报。仿真实验结果表明,Markov模型具有较高的预测精度,能够实时地预测传感器网络流量;MPDD方案能够快速、有效地检测拒绝服务攻击且消耗资源较少。     

无线传感器网络密钥分布方案研究

无线传感器网络广泛应用于目标跟踪、环境监测、军事感应和地震活动测试等方面。网络安全是无线传感器网络应用的关键因素。在无线传感器网络安全结构中,节点的密钥分布是其中的重要一环。资源有限的大规模无线传感器网络的部署需要高效的节点密钥分布机制。高效的节点密钥分布方案能加强网络连通性、提高抵抗节点捕获攻击的能力、减小节点能量的消耗以及扩展节点通信范围。本文分析了密钥分布的安全要求,着重从密钥的产生、密钥连接的建立和性能方面描述了当前典型的密钥分布方案,并比较和分析了这些算法的特点和安全性能。最后结合该领域当前研究现状,指出无线传感器网络密钥分布未来可能的研究方向。     

无线传感器网络移动汇聚节点密钥管理方案

针对传统的移动汇聚节点密钥管理方案即能耗最低方案、概率型方案、多项式方案等存在抗俘获能力低的问题,提出了一种改进的移动汇聚节点密钥管理方案。该方案实现原理:全体节点共享一个多项式池F,传感器节点的多项式环大小为1,移动汇聚节点的多项式环大小为|F|;利用移动汇聚节点存储资源丰富的优势保证移动汇聚节点与附近的任一传感器节点都存在一个共享多项式,进而通过该共享多项式计算出共享密钥;若规定每个多项式被分配的次数不大于多项式的阶数时,可保证多项式的绝对安全,从而实现节点抗俘获能力最优的目标。实验结果表明,与概率型方案相比,该方案有效地提高了节点的抗俘获能力,并降低了节点能耗。     

无线传感器网络动态密钥管理方案

传统的密钥管理技术不适合资源受限的无线传感器网络,因此在保证网络的安全性下如何降低网络的能量开销已成为无线传感器网络安全技术的重要部分。文中提出一种新的密钥管理方案——双层组密钥管理(Two-Tier Dynamic Key Management,TDKM)方案。该方案把网络拓扑分成上层簇节点之间密钥会话和下层节点之间通信,其中上层采用基于位置的密钥预分布方法来建立簇节点之间会话密钥,下层采用基于位置的组合的密钥分布来组织节点之间的通信。与SECK方案比较,TDKM方案降低了更新开销,并且提高了网络的安全性能。     

一种基于蜂窝模型的无线传感器网络密钥分配方案

为了提高网络的安全连通性、可扩展性和降低存储开销,本文基于蜂窝模型,采用秘密绑定的思想,提出了一种有效的分组密钥分配方案。在该方案中,同一组的节点利用基于多项式的密钥预分配方法建立共享密钥,组间相邻节点借助HMAC函数绑定的秘密建立共享密钥。并将共享密钥的建立限制在网络部署之初,网络更新中共享密钥的建立则需要经过基站的确认。此外,通过分析子区域半径与各个参数的关系,找出了其最佳取值,实现了对蜂窝模型密钥管理方案的优化。