基于Gear算法的无线传感器网络路由协议研究

无线传感器网络路由协议设计与传统的无线ad hoc网络有很多不同.介绍了无线传感器网络的体系结构,分析了几种典型的路由协议,对基于位置的Gear算法路由协议进行了研究,为未来无线物联网络的建设提供了参考.     

基于电网监测的无线传感器网络短路径路由算法

综合考虑距离、剩余能量、转发包数等因素,提出一种基于电网监测的无线传感器网络短路径路由算法(SPRA-PNM).SPRA-PNM算法通过短路径场的建立来预留多条较短距离路径,并在实际数据转发时选择剩余能量最大的节点转发,从而提高了传输可靠性和网络生命周期.实验仿真对路由转发数据消息时网络内的冗余消息包数量和网络的平均生存周期2种指标进行了性能评估.     

基于蚁群算法的WSN路由协议研究

针对层次路由LEACH协议存在簇头分布不均,并且每次簇头轮换均在整个网络内进行,会造成耗能过多以及蚁群算法应用于LEACH协议建立簇间多跳路由仍存在能耗不均衡的问题,采用将网络节点进行区域划分,并将节点剩余能量作为参考因素,在区域内进行簇头节点的轮换选取的方法改进,并通过将节点能量引入到转移概率和信息素更新公式中,对蚁群路由算法进行改进,利用其建立从簇头节点到汇聚节点的多跳路由的最优路径.实验验证表明:与LEACH协议相比,改进协议整体上减少并均衡了能量的消耗,延长了无线传感器网络的生命周期.     

一种高性能数据融合算法在无线传感器网络中的应用

无线传感器网络对信息的安全性和可靠性比较敏感,在数据融合过程中易受到节点生存期短和数据被伪造或篡改等方面的威胁,为了提高融合结果的真实性与可靠性,本文提出一种针对网络路由和节点的优化改进策略,路由方面应用流量分布加权算法最大化网络的生命周期;节点方面,应用BP神经网络算法融合簇头节点和基站的数据,最后采用信誉度评价机制对网络的整体性能进行分析。实验表明,改进后的融合方法可靠性提高,较大程度减少了数据的冗余度、降低了能量的消耗,提高了整个网络的性能。     

基于灰色预测的无线传感器网络数据融合算法

针对无线传感网络监测信息具有很高时间相关性,给出一种基于动态灰色预测模型的数据融合算法。对节点采集的历史数据,应用动态灰色模型预测其未来数据值,若预测误差大于设定阈值,传输本轮数据,若预测误差小于设定阈值,不传输本轮数据,以此减少网络数据传输量。仿真实验表明,与未采用数据融合的低功耗自适应集簇分层协议算法相比,所给算法的数据传输量可减少34%,网络寿命可延长39%。     

无线传感器网络PEGASIS协议的研究

为建立一个高效节能的路由环境,在分析PEGASIS（power—efficientgatheringinsensorinformationsystem）的基础上,对PEGASIS算法进行了改进。将整个传感器区域划分为等宽的子区间,由每个区间内距离Sink最近的节点建立主链,然后在每个区域内建立链树,再由主链节点轮流担任根节点与Sink通信,以减少通信开销。模拟实验表明,算法在生存时间、能耗均衡等方面的性能较PEGASIS有明显提高。     

基于TEEN路由协议的改进型数据融合算法

无线传感网络节点能量有限,采用有效的路由协议与数据融合算法可以降低能耗和延长网络寿命.针对TEEN协议在应用中的不足,提出一种基于TEEN协议的改进型数据融合算法,在簇首选择机制中加入了能量控制条件,完善数据周期性采集机制,簇首与基站间以多跳形式通信以及采用基于Kalman滤波的分批估计融合算法进行数据融合.并采用NS-2网络模拟器进行仿真,仿真结果表明,采用改进型TEEN协议有效地延长了网络的生存时间.     

基于簇的无线传感器网络路由协议分析

无线传感器网络路由协议分为平面路由协议和分簇路由协议,分簇路由具有拓扑管理方便、能量利用高效、数据融合简单等优点,成为当前重点研究的路由技术。着重从簇头的产生、簇的形成和簇的路由这三个过程对当前典型的无线传感器网络分簇路由算法和协议进行了研究,并根据路由性能指标对上述算法和协议进行了比较,在此基础之上提出无线传感器网络路由协议未来的发展趋势及研究策略。     

无线传感器网络路由协议的研究

无线传感器网络通常包含大量的自组织成多跳无线网络的分布式传感节点,是一种新型的信息获取和处理、传输技术。文章依此为背景,首先阐述了无线传感器网络的结构、特点、潜在应用以及关键技术。然后讨论了无线传感器网络路由协议的分类和性能评估标准,并对现有的典型无线侍感器网络路由协议进行了分析与比较,特别是深入分析了分层路由协议LEACH,研究了LEACH协议的优缺点。     

无线传感器网络GEAR路由协议的研究与优化

GEAR路由进入无效节点区域后,采用逆向返回的策略退出无效节点区域,退出的过程中要消耗一定的能量。该文对GEAR的无效节点规避算法进行了改进,提出了GEAR^＋路由算法。仿真结果表明,GEAR＋可以更好地规避无效节点区域问题,有效地节省能量,延长了无线传感器网络的使用寿命。     

无线传感网络数据压缩方法

概述了典型的无线传感器数据压缩算法,提出了基于压缩感知的无线传感器网络数据压缩方法,介绍了压缩感知技术及基于压缩感知的数据压缩算法设计与实现,仿真模拟试验证明了该算法的可靠性和可行性。     

基于几何学的无线传感器网络定位算法

提出一种基于几何学的无线传感器网络(WSN)定位算法。把网络区域中的节点分为锚节点和未知节点,假设在定位空间中有n个锚节点,由于受到几何学的限制,实际可行的锚节点序列是有限的,因此利用一种几何方法判断锚节点间的位置关系,从而选取最优的锚节点序列,能够更精确地确定未知节点的位置,并且分析了待定位节点的邻居锚节点数量对定位精度的影响。仿真结果表明,与已有的APS(Ad-Hoc positioning system)定位算法相比,该算法可有效地降低平均定位误差和提高定位覆盖度。     

基于无线多媒体传感器网络的目标定位方法

根据无线多媒体传感器网络(WMSN)多节点合作处理的特点,提出简化定标场景的单节点和双节点目标定位方法.通过使用带颜色的辅助定标物标定特殊点位置,采用CamShift算法实现辅助标定物的颜色追踪,获得特殊点的像素坐标.利用节点监控区域特殊点的位置坐标获取摄像机的参数矩阵,通过布置2个具有平移特性的节点,获取运动目标的三维坐标.实验表明,单节点平面定位最大误差为1216 cm,双节点平面定位最大误差为1369 cm,双节点高度定位误差为3～5 cm.通过观察二维平面误差曲面,大多数节点的定位误差能够满足无线多媒体传感器网络目标跟踪的需要,算法复杂度低,实现过程简单.     

可靠传感网聚类路由算法研究

为延缓传感器网络寿命，提高能量使用效率，提出一种新的能效高的可靠聚类路由算法--多类头方法的传感网 聚类路由算法.该算法采用每个类多类头节点共同承担类头节点的作用--收集数据、融合数据并发送数据包到基站，来 解决单类头节点因故障等原因带来的不可靠而导致的能量损失，以及改善网络能量使用效率和提高数据传输可靠性.在仿 真环境下，该算法与单类头方法的聚类路由算法进行了比较，结果表明，该算法改善了能量消耗均衡性，提高了能量使 用效率以及类头节点数据传输可靠性，从而也延长了网络寿命.     

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。     

基于数据融合的无线传感网定位技术研究

阐述了无线传感网定位技术分类、定位技术常用术语的基础上,分析了无线传感网常用的测距方法及基于测距的定位方法,重点剖析了多边定位法,解析了该方法的利弊,并提出了基于数据融合的多边定位方法,经试验,该方法能降低节点能耗,延长节点寿命.     

一种基于移动无线传感器网络结构的数据采集协议

移动无线传感器网络(MWSN)体系结构在解决传统的网络能量消耗不均衡的问题上有显著效果,但移动sink节点的加入会增大网络的传输延迟。通过分析无线传感网络数据采集机制的耗能情况,提出一种联合动态和静态sink节点的数据收集策略HMS,在节能的同时改善网络的延迟问题,并且结合最短路径最大传输量算法优化MWSN在一个圆形监测区域的数据采集情况。系统仿真证明HMS算法在提高网络能源利用效率上的有效性。     

A utility-optimal backoff algorithm for wireless sensor networks

A novel backoff algorithm in CSMA/CA-based medium access control (MAC) protocols for clustered sensor networks was proposed. The algorithm requires that all sensor nodes have the same value of contention window (C _W ) in a cluster, which is revealed by formulating resource allocation as a network utility maximization problem. Then, by maximizing the total network utility with constrains of minimizing collision probability, the optimal value of C _W (W _opt) can be computed according to the number of sensor nodes. The new backoff algorithm uses the common optimal value W _opt and leads to fewer collisions than binary exponential backoff algorithm. The simulation results show that the proposed algorithm outperforms standard 802.11 DCF and S-MAC in average collision times, packet delay, total energy consumption, and system throughput. Foundation item: Project(60772088) supported by the National Natural Science Foundation of China     

高精度无线传感器网络节点定位算法

无线传感器网络在很多领域都有着广泛的应用前景,尽可能精确地确定传感器节点的位置是应用无线传感器网络时首先需要解决的问题.提出了一种新的基于物理学中的质点力学相关原理的距离无关的定位算法,与现有的距离无关定位算法相比,除了距离无关定位算法共同具有的优点之外,能够将平均定位误差降低到节点通讯距离的16%以下.给出了算法的实现过程和仿真结果,并且利用仿真结果与DV_Hop(距离向量跳段)算法进行了比较.比较结果显示,文中算法的定位误差约为DV_Hop算法的50%,在满足邻居关系方面文中算法也具有很大的优势,在定位时间上文中算法则存在定位所需时间过长的不足之处.