抗分割的移动传感器网络自部署算法

为了解决稀疏网络环境下传统虚拟力算法在部署节点过程中出现的网络分割、覆盖漏洞以及
无法对检测区域进行重点监测的问题,提出了抗分割的移动传感器网络自部署算法. 通过构
建节点间的虚拟斥力、节点的运动方程以及监测空间中的虚拟引力场,使网络具备了重点覆
盖、自修复、抗分割能力. 模拟实验表明,该部署方法进一步增强了移动传感器网络的覆盖
性能.     

基于带状通道的无线传感器网络定位算法

介绍了一种基于带状通道的无线传感器网络的定位算法。针对带状通道的特殊性,采用RSSI定位算法进行定位以及目标跟踪。通过建立当前试验环境的RSSI模型,从锚节点和非锚节点两方面对带状通道下的移动节点进行定位以及实时跟踪。试验结果表明,在试验环境中,在包括墙壁反射等各种因素的影响下,使用线性模型可获得较好的估计效果。     

基于有向感知模型的无线传感器网络节点部署

针对随机部署的有向传感器节点,建立基于有向传感器节点的感知概率模型.采用分布式算法,通过节点间的联合感知概率移动有向传感器节点,提高待监测区域内目标点被感知到的概率.本文提出可移动的节点部署算法,该算法使用较少的节点实现对目标区域的合理覆盖,并提高总体覆盖效果.仿真结果表明,该算法有效地减少了有向传感器节点的使用,同时保证了较好的覆盖效果.     

无线传感器网络节点部署优化及链路质量评估

本文运用虚拟力算法对三种不同初始化节点分布进行优化,并且从链路质量评估值(LQA)和覆盖率角度对不同初始化部署的节点布局进行评估。研究结果表明,WSN节点在虚拟力算法作用下,圆环分布比平均分布能在迭代次数较少的情况下,达到网络最大覆盖率,并且此刻LQA值最大,网络通信质量较高,从而节省了能耗和资源,更具有一定的实用价值。     

密集传感器网络中节点随机调度算法研究

对于密集型传感器网络,节点交替工作能有效地延长网络的生命周期。该文基于Cover的随机节点调度算法进行深入分析,首先给出k-覆盖网络中覆盖强度的定义,并利用基本概率理论估计k-覆盖网络的覆盖强度;然后分析2-覆盖网络中节点密度、覆盖强度以及能量节省水平之间的关系(即部署节点个数n和2-覆盖网络的覆盖强度Cn2以及划分COVER个数c)。该文研究工作对部署容错性较高的能量有效性传感器网络具有一定的指导意义。     

无线传感器网络节点定位算法

针对无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)系统中节点的定位算法问题,提出了基于差分的DV-Hop定位算法,信标节点将测算的位置测定误差作为校正值向四周区域广播,未知节点接收到信标节点的校正信息后,据此修正自身的相对位置测算值,以减少节点定位误差,提高定位算法的精度。仿真测试表明,该算法与普通的DV-Hop算法相比,在定位误差与通信距离的比值等性能指标上得到了明显改善。     

非连通无线传感器网络的最少传感器节点部署

传感器节点的部署包括连通网络和非连通网络2种情况. 为了最小化网络部署开销,对非连通网络的传感器节点部署问题进行了研究,建立了整数线性规划模型,并证明该问题为NP complete问题. 为找到该问题的近似最优解,通过理论分析确定了传感器节点的候选部署区域,提出了一种启发式的传感器节点贪婪部署算法,迭代地将传感器节点部署到覆盖目标点数最多的候选部署区域,直到覆盖所有目标点. 通过仿真实验将所提出的贪婪部署算法和现有的遗传算法以及问题模型的最优解进行了比较,验证了算法的有效性.     

无线传感器网络节点定位算法综述

节点定位是大多数无线传感器网络应用的基础。文章介绍了无线传感器网络节点定位的原理、节点定位计算的一般过程,讨论了现有的传感器网络节点定位算法的分类方法,并简要介绍了几种代表性算法的原理和特点。通过对现有算法的分析比较,指出了可能的热点研究方向。     

水下传感器网络节点设计及实现

文章提出了一种低功耗水下无线传感器网络节点的设计方案,该方案的特点是采用了"Sleep/Wake"工作模式降低节点功耗,基于软件无线电的设计思想,使节点功能有较好柔度和通用性。完成的网络节点样机结构简单、性能可靠、功耗低,并已经过水池测试验证。网络节点是水下传感器网络的核心部件,所完成的设计为水下无线传感器网络MAC协议的性能研究及验证提供了一个较为理想的平台。     

无线传感器网络动态节点定位算法综述

介绍了无线传感器网络节点定位的基本原理、定位算法的最新进展及其评价标准。从基于测距的动态节点定位算法和无需测距的动态节点定位算法两个方面分类讨论了典型的动态节点定位算法,并对各算法的性能进行归纳比较。最后指出了目前算法存在的问题及未来发展趋势     

移动感知网的快速自展开算法

讨论了移动感知网中的节点自展开问题,基于人工势场法,利用每个节点与其邻居节点之间的虚拟排斥力作用．提出了一种移动感知节点的自展开算法．仿真实验表明,该算法能使节点快速扩展到整个感知区域,同时每个节点所移动的路径很短．     

基于最优锚节点的无线传感器网络节点定位算法

由于传感器节点能量受限,定位算法需要综合考虑定位误差、通信和计算开销等多方面的因素。分析了DV-Hop算法定位过程并总结出误差产生的主要原因,针对不同位置锚节点对定位误差的影响,提出了一种基于最优锚节点的定位算法—DV-Hop_Bon(DV-Hopbased on optimal nodes),最后使用Matlab进行了仿真实验,结果表明:新提出的定位算法在拥有较小通信半径情况下,能有效提高定位精度,并可广泛应用于无线传感器网络中。     

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.     

一种新的传感器网络MAC地址分配算法

针对传感器网络MAC地址开销较大的问题．提出了一种适用于传感器网络的分布式MAC地址分配算法——VGSR（Virtual Grid Spatial Reusing）算法，该算法将网络分布区域划分为一系列虚拟小区，并建立节点地理位置坐标与虚拟小区间的映射关系，通过MAC地址在不同虚拟小区处的空间复用达到减小节点MAC地址长度的目的，通过调整传感器节点的通信半径，VGSR算法能够在保证网络不失连通性的同时最大限度地降低MAC地址大小，理论和实验结果表明，该算法能够很好地适应网络规模的变化，具有消耗能量低和效率改善明显的特点，其性能优于现有的其他算法。     

Energy efficient distributed sensor management algorithm

Considering the limitation of energy in wireless sensor networks(WSN),a distributed sensor management algorithm is proposed for multi-target tracking with high accuracy and efficient energy conservation. The predicted coordinate of the target and information gain are used to establish the optimization model. The method introduces the auction theory and adjusts the price of the sensor resources, and once the balance of the market is reached,the target-sensor assignment problem is solved. In order to shorten the decision-making time and save the energy consumption,the carrier sense multiple access(CSMA) mechanism is introduced and the decision-making can be completed with local information and a few iterations. The convergence and effectiveness of the algorithm are proved,and simulation results show that the algorithm can effectively deal with multi-target tracking problem,guarantee the tracking performance and save the energy to prolong the network lifetime. So the proposed algorithm has a strong adaptability for the energy constrained WSN.     

一种改进的煤矿井下无线传感器质心定位算法

频繁的煤矿井下事故要求无线传感器网络能够更精确的对井下人员进行定位。利用修正加权质心算法进行定位存在较大的误差,针对该问题,在修正加权质心算法的基础上提出了一种改进的煤矿井下无线传感器质心定位算法,该算法将修正加权质心算法得到的质心作为新的锚节点,并通过多次选择、运行形成新的锚节点和质心的方法进行定位。仿真结果表明:不同的巷道宽度下,改变修正系数a的值就可以得到最佳的定位效果,同时可以通过仿真实验得到最佳定位效果下的修正系数a的值,从而使定位精度达到最好。通过比较两种算法的平均定位误差得到改进的煤矿井下质心定位算法在三种巷道宽度下分别将定位误差平均降低了0.792 6m,0.636 2 m,0.598 9 m。     

一种简单的分布式无线传感器网络时间同步方案

无线传感器网络缺乏基本架构,具有分布式、能量受限、存储及计算能力受限的特点.这些特点决定了在设计无线传感器网络时间同步方案时,不能有太复杂的计算和路由选择.为了实现快速时间同步和较低的能量消耗,提出一种简单的无线传感器网络时间同步方案.各个节点广播自己当前的时钟信息,相应的邻居节点接收到这些信息后,对接收到的信息进行简单的算术平均,将平均值作为下一个时刻的时钟刻度再进行广播.此过程反复进行,最终会使网络所有节点的时钟达到一个相同的平均值,实现无线传感器网络的分布式同步.由于网络节点只接收来自邻居节点的广播信息,故该方案无复杂的路由选择,并且计算简单,收敛快速,能耗较低.用随机矩阵理论对该同步算法的收敛性进行了理论证明,对收敛速度和能耗以及同步误差进行了分析.最后用计算机仿真对本方案进行了仿真实验,实验结果符合预期分析.     

分簇无线传感器网络安全多路径路由协议

针对多路径路由难以有效抵御恶意节点对无线传感器网络网络层的安全攻击,将多路径路由与节点可信度评价进行有效结合,以节点的转发数据包成功率和包重传率作为直接信任指标,邻居节点对评价节点的信任作为间接信任指标,提出一种基于可信节点的安全多路径路由协议.为降低网络开销,只对簇头节点进行可信度评价,并利用节点信任值衡量下一跳节点的可靠性,计算能达到期望安全性要求的多路径数目,进行信任多路径路由的建立.仿真结果表明:该协议能够有效地均衡路由能耗,延长网络生存周期,保障无线传感器网络的路由安全.     

具有机动能力的无线传感器网络节点的设计与实现

针对无线传感器网络机动能力的不足,提出一种具有机动能力的网络节点设计方法,并成功实现了移动节点样机Racemote。将该移动节点加入静态传感器网络中,能够解决目前无线传感器网络研究中存在的许多问题,可以拓展和增强传感器网络的功能。使用商业化组件方式设计的硬件平台具有较好的稳定性和可升级性,以嵌入式操作系统TinyOS为基础的软件平台简化了底层的硬件操作,使得应用程序开发更加方便快捷。验证实验结果表明,Racemote成功实现了基本的平面运动,可以很好地应用于无线传感器/执行器网络或移动传感器网络的平台搭建与实验研究。     

Lightweight jammer localization algorithm in wireless sensor networks

In wireless sensor networks (WSNs), as the shared nature of the wireless medium, jamming attacks can be easily launched and result in a great damage to the network. How to deal with jamming attacks has become a great concern recently. Finding the location of a jammer is important to take security actions against the jammer, and thus to restore the network communication. After a comprehensive study on the jammer localization problem, a lightweight easy-operated algorithm called triple circles localization (TCL) is proposed. The evaluation results have demonstrated that, compared with other approaches, TCL achieves the best jammer localization accuracy under variable conditions.