基于Delaunay图的人工蜂群算法在WSN覆盖策略中的优化研究

传统的人工蜂群算法在应用于无线传感器网络覆盖时,虽然可以提高网络覆盖率,但是其后期收敛速度慢和早熟收敛等缺点,大量的消耗时间和能量,也无法确保网络覆盖质量.为提高混合无线传感器网络的覆盖效率,提出一种基于Delaunay图的人工蜂群算法控制移动节点的部署策略.通过固定节点形成的Delaunay图先找出覆盖漏洞,估算覆盖漏洞面积并计算出移动节点即引领蜂的数量和初始位置,通过评价覆盖漏洞面积的大小确定侦查蜂的局部搜索空间.通过对不同算法的仿真结果分析表明:D-ABC提高了网络覆盖率,进行了混合无线传感器网络覆盖策略的优化.     

基于IRVFA算法的无线传感器网络节点部署

针对无线传感器网络节点再部署中网络覆盖率和节点的有效利用率低问题,提出基于IRVFA算法的无线传感器网络节点部署策略,建立了节点分布最佳模型,同时在RVFA算法的基础上,引入虚拟引力线,使得网络节点能够快速均匀的分布在整个目标区域内,该策略可以实现同时提高网络覆盖率和节点的有效利用率。实验中通过将IRVFA算法与VFA算法、RVFA算法相比较,其在网络覆盖率和节点的有效利用率方面有明显优势,网络性能得到很大提升。     

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.     

无线传感网合作式充电与数据收集算法研究

为同时改善无线传感器网络的能量补充效率和网络服务质量,本文提出了一种利用电子标签的无线传感器网络合作式无线充电和数据收集算法,根据通信方式的不同,具体提出了TBR和TDC 2种方案,通过将网络中的节点进行分簇,并在单个簇内部署簇内移动读取器进行路径移动,对簇内的各个节点进行充电和数据收集;在簇间部署簇间移动读取器收集簇内读取器内的数据并将数据传输给汇聚节点进行数据处理,通过分簇完成对节点充电和数据收集任务的分层处理。通过仿真验证,证明合作式充电策略可应用在大型区域内部署的网络,并且保证所需的移动读取器数量最少,数据传输至汇聚节点的时延最短,TBR方案与TDC方案有效。     

带状传感器网络节点分布式自部署算法DSDA-VC设计

带状传感器网络的发展源于无线传感器网络的发展,从广义上来说是一类特殊形态的传感器网络,在许多重要领域均具有极其广泛的应用需求和前景.针对带状网区域内节点的有效覆盖问题,对节点的覆盖进行了定量的数学建模分析,设计了基于Voronoi细胞单元的节点分布式自部署算法DSDA-VC.该算法可以有效提高带状网节点的部署覆盖度,经仿真验证,对于较高密度覆盖的带状网络,覆盖率可提高10%以上.基于该研究成果,完成了在某山区的带状网的设计和实际测试验证工作.     

无线传感器网络能量优化策略综述

无线传感器网络有机融合计算机网络、通信网络和物理感知网络,实现物理世界与信息世界的信息交互和动态控制,被认为是引领经济发展和社会进步的创新型技术.在无线传感器网络中,传感器节点由能量有限的电池供电,而大部分节点部署在复杂的环境中,更换电池或者给电池充电是不现实的.为了合理有效利用有限的能量以延长无线传感器网络的生命周期,实现能量的高效利用是无线传感器网络应用的主要目标.从无线传感器网络的单个节点和整个网络两个方面论述了目前国内外有关能量优化策略研究,并分析了目前国内外具有代表性的降低能耗的协议及算法.     

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.     

基于频繁项挖掘的空间关联性子簇形成算法

部署在无线传感器网络监测区域的传感器节点周期性地进行感知数据的采集和传输,传感器节点采集数据之间存在的空间关联性会增加采集数据的冗余度和网络能耗.为了延长无线传感器网络的生命周期,提出了一种基于频繁项挖掘的空间关联性子簇形成算法.仿真实验结果表明,该算法与已有算法相比,降低了网络能耗,延长了网络的生命周期,保证了采集数据的质量.     

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。     

一种基于节点优化部署的k度覆盖算法

针对无线传感器网络在覆盖过程出现的空洞以及能量快速消耗等情况,本文提出了一种基于节点优化部署的k度覆盖算法。该算法首先建立传感器节点与目标节点之间的关联属性,通过关联属性确定覆盖集合;其次通过概率相关知识给出了最少传感器节点数量的求解方法;最后,通过仿真实验与其他算法进行对比,验证本文算法的有效性和稳定性。     

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.     

移动无线传感器网络的能耗均衡路由算法研究

研究了节点移动的无线传感器网络的路由问题,提出了一种能耗更为均衡的改进路由算法.在经典分簇路由算法的基础上进行了改进：一是簇结构的范围限制在自由空间模型的传输临界距离d0半径范围之内,较小范围的簇结构在移动环境能相对保持稳定,还能节省数据传输的能耗;二是簇头采用了复合权值的方式进行选择,权值不仅考虑节点能量,还考虑节点的移动速度和聚集性.仿真实验证明改进后的算法有效提高了无线传感器网络的能耗均衡性,延长了网络的生存时间,节点的数据发送成功率相对于经典分簇路由算法也得到了较大提高.     

采用压缩感知与智能优化的大规模WSNs移动稀疏数据收集

针对大规模无线传感网数据处理网络流量大、任务时延高的缺陷,提出了一种基于自适应块压缩感知与离散弹性碰撞优化算法的移动节点数据收集方案。首先,通过分析网络分块与节点部署之间的关系,提出自适应块压缩感知数据采集策略,实现传感器节点基于自适应网络块压缩感知数据采集;设计移动节点数据采集路径规划策略和多移动节点协同计算机制,通过采用适应度值约束变换处理技术和并行离散弹性碰撞优化算法,达到均衡网络节点能耗和降低数据处理任务时延的目的。最后,仿真结果表明,该数据收集方案能够有效实现大规模传感网数据高效处理,而且降低了网络流量和网络任务时延,更好均衡了网络节点能耗。     

移动锚节点辅助的DV-hop定位方法研究

该文简要分析了DV-hop算法的定位原理,在分析锚节点比例、节点部署密度对该算法定位精度影响的情况下,针对稀疏的随机无线传感器网络引入移动锚节点。移动锚节点使用一种在自组织网络中经常用到的移动模型。仿真结果表明,改进的M-A-DV-hop算法很大程度地降低了硬件成本,并显著提高了算法在稀疏随机传感网中的定位精度。     

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.     

基于Voronoi盲区的三维无线传感器网络覆盖优化算法

针对三维空间内无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)的覆盖优化问题,提出了一种基于Voronoi盲区的三维无线传感器网络覆盖优化算法(blind-zone centroid-based scheme in three dimensional wireless sensor network area,BCBS-3D).BCBS-3D算法对随机部署的无线传感器进行Voronoi图划分,依据传感器对应的三维Voronoi多面体的覆盖情况构造盲区图,将三维Voronoi盲区重心为候选优化位置,最大化覆盖监测区域.仿真结果表明,在基于Voronoi图的情况下,BCBS-3D算法在覆盖率和平均移动距离方面具有优势.     

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.     

基于频繁项挖掘的空间关联性子簇形成算法

部署在无线传感器网络监测区域的传感器节点周期性地进行感知数据的采集和传输,传感器节点采集数据之间存在的空间关联性会增加采集数据的冗余度和网络能耗。为了延长无线传感器网络的生命周期,提出了一种基于频繁项挖掘的空间关联性子簇形成算法。仿真实验结果表明,该算法与已有算法相比,降低了网络能耗,延长了网络的生命周期,保证了采集数据的质量。     

基于改进蝙蝠算法的WSNs覆盖优化策略

对有效提高无线传感器网络覆盖率的问题进行研究,提出了一种自适应虚拟力导向蝙蝠算法(Adaptive Virtual Force-guided Bat Algorithm,AVFBA)的无线传感器网络(Wireless Sensors Networks,WSNs)覆盖优化策略.该策略引入指数衰减函数,通过自适应调整虚拟力...     

无线传感器网络节点节能研究

通过对无线传感器网络节点通信子系统能耗的分析,采用动态竞争算法,在区域内竞争出集群主从两类节点,提出一种节省能耗的新策略.该策略可以有效减少系统对能耗和通信带宽的要求,从而延长无线传感器网络中节点的生命周期.