楼字中火灾监测无线传感节点覆盖算法研究

该文介绍了无线传感网络在智能楼宇中的应用,详细分析了基于无线传感网络的楼宇火灾监测预警系统的系统结构,并从数学角度论证了一种在楼宇环境内应用的无线传感网络节点高效覆盖算法,有效地解决了冗余覆盖问题。     

基于邻居信息的无线传感网络节点覆盖优化方法

无线传感网络的冗余节点会导致网络节点覆盖不均匀,为了提升无线传感网络节点覆盖效果,提出基于邻居信息的无线传感网络节点覆盖优化方法。利用邻居信息获取网络节点与邻居节点的距离、能量及覆盖率,根据获取结果判断无线传感网络中是否存有冗余节点,若存有冗余,则需要对节点实施休眠处理,以此降低节点能耗。基于处理结果建立无线传感网络覆盖模型,令网络节点在网络中均匀分布,并采用粒子群算法优化模型,使粒子能够不断迭代更新自身位置及速度,达到网络节点覆盖率最大化的目的,实现网络节点覆盖优化。实验结果表明,所提方法的无线传感网络节点覆盖率和收敛性分别高达97%和98.4%,能够有效实现网络节点部署,确保无线传感网络节点覆盖效果。     

考虑节点间距的无线传感网络节点分配算法

节点间距在无线传感网络中分配的不合理,将导致算法存在节点能耗高、吞吐量低、分配效果等问题。为此,在考虑节点间距的基础上,提出了无线传感网络节点分配算法。分析无线传感网络在节点分配过程中的约束条件,在此基础上采用网格路由方法划分无线传感网络监测区域,结合贪婪算法实现无线传感网络节点的分配。仿真结果表明,所提算法的节点分配最高能耗为2.8×10^-11 W,分配后最大跳数为2,最高时间为0.62 min。由此证明所提算法具有一定的实用性。     

无线传感网络节点信号模型

无线传感网络是集成了嵌入系统、无线通信、分布计算、微传感器技术的新型网络。无线传感网络节点是构成WSN的基础。为了解无线传感网络节点的工作原理,描述无线传感网络节点的理论,通过分析无线传感网络节点的组成和信号处理过程,研究了无线传感网络节点的信号模型。并给出了基于Atmega128L处理器的无线传感网络节点实际模型。研究为无线传感网络节点的理论和实际应用提供了积极的意义。     

可充电无线传感网络能量均衡路由算法

针对可充电无线传感网络中的能量均衡路由问题,提出在稳定功率无线充电和监测数据收集网络场景下的多路径路由算法和机会路由算法,以实现网络的能量均衡。首先,通过电磁传播理论构建了无线传感节点的充电和接收功率关系模型;然后,考虑网络中无线传感节点的发送能耗和接收能耗,基于上述充电模型将网络能量均衡的路由问题转化为网络节点运行时间的最大最小化问题,通过线性规划得到的各链路流量用以指导路由中数据流量分配;最后,考虑一种更加现实的低功耗的场景,并提出了一种基于机会路由的能量均衡路由算法。实验结果表明,与最短路径路由（SPR）和期望周期最短路由（EDC）算法相比较,所提出的两种路由算法均能有效提高采集能量的利用率和工作周期内的网络生命周期。     

传感器网络中移动节点对路由树的覆盖研究

传感器网络中通常建立一棵路由树来转发数据到基站,但是在这棵树上的节点将消耗过多的能量,从而成为制约整个网络生命期的瓶颈。本文利用移动传感节点来覆盖路由树,研究了移动节点的覆盖问题,目标是利用有限的移动节点来最大化覆盖路由树。证明了该问题是NP-难的,设计了具有最坏性能保证的近似算法。理论分析和模拟实验证明设计的算法能合理利用传感节点来覆盖尽可能多的路由树,从而尽可能保证路由树的生存期。     

无线传感网络中覆盖保持的K-连通子集构造算法

构造无线传感网络中具有连通覆盖特性的节点子集是实现网络休眠调度、延长网络生命周期的关键技术之一,具有重要的研究意义.已有的研究大多侧重于k覆盖节点子集构造问题,由于k覆盖子集在一定条件下便满足k连通,故人们对k连通子集的构造问题研究较少,但通过构造k覆盖节点子集来实现k连通会耗费过多的节点,代价较大.因此,本文提出一个直接构造k连通1覆盖节点子集的算法-CPC,能够用较少的节点构造出一个既能满足网络的覆盖特性又能够满足k-连通特性的节点子集,使得在任意k-1个节点发生故障时,网络能够仍然保持连通.本文还对算法的正确性进行了严格证明,并通过仿真实验与相关算法进行了性能比较.结果表明,与已有的k覆盖算法相比,CPC算法能够节省约55%的节点数.     

无线传感网络中的存储节点配置

无线传感网络中的大多数应用均需要将无线传感节点收集的大量数据传输到基站以便进行数据处理或者存档,因而可以通过放置一定数目的存储节点来存储其临近节点发送的数据,如此可以减轻网络中的数据传输量,达到节能这个对于无线传感网络至关重要的目的.本文研究如何放置有限数目的存储节点,以使整个无线传感网络的能量消耗最小,这也就是存储节点配置问题.对存储节点配置问题进行规约,在这一过程中文章修正了已有算法在能量模型定义上的不足,证明无线传感网络中的存储节点配置为NP-hard问题;文章提出一个基于反向贪心策略的近似算法,并且证明了其最坏情况下的性能比为O(logn),其中n为网络中的传感节点数目.通过实验证明了这一算法的优良性能.     

无线传感器网络节点覆盖优化策略研究

无线传感器网络是一种多学科交叉、高度集成的技术,具有成本低、操作便捷、具有一定的感知通信能力等优势,已广泛应用在各个领域的环境监测中。然而在农林、野外等三维环境中,无线传感器的空间覆盖问题一直是研究的热点、难点,理想的二维平面环境中,无线传感器网络的性能、覆盖范围与三维环境截然不同。基于此,提出一种符合三维场景覆盖感知的无线传感器网络模型及算法。     

无线传感网络路由算法设计与仿真

本文首先分析WSN中的LEACH协议,然后针对LEACH协议存在的不足,提出改进算法,在改进算法中将能量作为当选簇头节点的一个参数,每轮选举中选择能量相对较高的节点作为簇头节点,综合考虑了节点能量和阀值大小对簇头选举的影响,最后通过仿真,表明该算法更具健壮性,同时均衡系统能量消耗,延长网络生命周期。     

无线传感器网络覆盖优化仿真研究

研究无线传感器覆盖(WSN)优化问题,由于网络传感器节点分布不均匀,又存在冗余等问题。传统WSN高密度部署方法,节点分布极不均匀,节点覆盖区域之间的重复率高,节点浪费严重,导致网络覆盖率低、成本高。为了提高无线传感器网络的覆盖率,提出一种混沌粒子群优化算法(CPSO)的WSN覆盖优化算法。首先以提高网络覆盖率为优化目标,建立WSN覆盖优化数学模型,然后通过粒子间协作进行求解,并对粒子群混沌扰动,保持粒子多样性,从而得到最优网络覆盖。仿真结果表明,相对于其它覆盖优化算法,CPSO能够以较少传感器节点获得较高网络覆盖率,提高了网络通信效率,降低网络成本。     

一种改进的室内wsn仿真模型

针对室内无线传播模型具有多径传播效应的特性和无线传感器网络协议栈的特点,提出了一种改进的室内无线传感器网络仿真方法。方法使用阴影模型模拟室内无线传播模型的多径传播效应,结合常用的无线传感器网络节点芯片的性能参数预测出无线信号在室内的实际传输距离,并在NS2中以该无线信道模型为基础,以无线传感器网络协议栈为标准,建立了一个改进的室内无线传感器网络仿真模型。仿真模型的测试结果表明该模型在数据包投递率及网络剩余能量的比率上与实际室内无线传感器网络的性能相似。证明建立的模型能为室内无线传感器网络的实际布网和应用提供可靠的依据。     

无线传感器网络路由算法改进及仿真研究

由于无线传感器能量消耗影响网络的寿命,传感器节点的能量无法更新且种能量受限,传统路由算法忽略簇头剩余能量情况,使剩余能量低的节点成为簇头而过早死亡,导致整个网络能量不均衡,网络生存时间过短。为了有效延长网络生存时间,提出一种改进的LEACH路由算法。在簇头选择阶段,采用剩余能量的簇头节点优先选择机制,避免剩余能量低的节点成为簇头,然后在数据传输阶段,用单跳和多跳的混合传输模式,使整个网络能量尽量均衡。仿真结果表明,相对于传统LEACH路由算法,改进算法更加均衡了网络中各节点的能量消耗,有效地防止剩余能量低的节点成为簇头,可延长整个网络的生存寿命。     

无线传感器网络中传感器节点的布置

在无线传感器网络中，传感器节点收集本地数据，通常通过其它节点将数据转发给基站，因而离基站越近的节点，消耗的能量越多．如果采用通常的方法，即均匀布置传感器节点，则基站附近的节点将很快消耗完能量，基站也就无法收集数据．本文通过研究无线传感器网络中的能量消耗，得到了一个布置传感器节点的密度函数，按此函数布置传感器节点可以有效地延长系统的生命期．理论分析和模拟结果表明，本文的布置方案将系统生命期提高到均匀布置方案的3R/2t倍，这里t为传感器节点的通信距离，R为传感器节点的分布区域半径．     

无线传感器网络中的OPNET仿真模型的研究

传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步,推动了具有现代意义的无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络能够广泛地应用于恶劣环境和军事领域中。该文通过对无线传感器网络特点的分析,提出了基于信道接入的多跳分簇网络结构,给出了OPNET仿真模型,分析了相关仿真结果。     

一种无线传感器网络调制方式的仿真和研究

当前,存在着蓝牙、无线局域网等无线标准,它们的功耗相对比较高,成本高,不适用于低能耗的应用,如无线传感器网络.新的无线传感器网络调制方法--基于超宽带信号的多频带OFDM调制方法,可以有效的降低无线传感器网络的能耗.通过Matlab工具仿真了多频带OFDM调制信号和功率谱密度.比较当前无线标准,分析了频段间不干扰性和多频带OFDM调制功率,并提出了自适应子频带选择算法.通过仿真和分析,可以得出OFDM调制功耗低,能提供良好鲁棒干扰与共存性,能适应多种不同的环境.基于超宽带信号的多频带OFDM调制是一种集成到WSM中的,并能代替传统的无线电收发机的比较划算方法,具有一定的应用前景.     

无线传感器网络时间同步机制研究

时间同步是无线传感器网络中一项重要的底层支撑技术,是实现节点的协同感知、通信、能量管理等网络功能的前提条件。针对无线传感器网络不同的应用需求,相继提出了不同种类的时间同步算法。归纳了无线传感器网络时间同步机制的分类方法,分析了每类典型的时间同步机制,最后总结了无线传感器网络时间同步机制的发展方向和未来的研究热点。     

无线传感器网络中一种新的分布式定位方案研究

Node localization in wireless sensor networks (WSN) is treated as a functional dual of target tracking from a novel perspective in the paper. Different from the traditional tracking problem in WSN, using the static location-ware node to estimate the moving target, the mobile node is used to help unknown nodes to accurately discover their positions. A new node localization scheme virtual beacons-energy ratios localization (VB-ERL) and its refinements for the WSN are presented. In the scheme, the mobile node moves in the surveillant field based on the Gauss-Markov mobility model and periodically broadcasts the information packets. Each static unknown node receives the virtual beacons and energy in its sensing range, and estimates its location by finding the intersection of a set of hyper-spheres. Simulation results show the proposed scheme is efficient.     

无线传感器网络仿真系统的设计与实现

无线传感器网络是一个新兴领域,其面向应用的特点使其区别于现有的通信网络.为有效和快捷地展开无线传感器网络的研究,在离散事件仿真原理和面向对象技术的基础上,该文提出一个无线传感器网络仿真系统,从系统结构框架、类的设计及软件模型、仿真机制方面多层次多角度地对该系统进行了描述,并采用C＋＋和Matlab编程语言予以实现.该系统具有开放式、模块化、易扩展的特点,它的设计和实现对于推动无线传感器网络技术的研究有着积极的意义.     

无线传感器网络中连通问题的研究

通过把复杂的连通问题逐步化简，并利用理论分析、数学建模和几何证明。采用几何理论和数学归纳法的思想，从拓扑学的角度给出了传感器区域的一种网格划分方法。最后从理论上给出了在一个实现完全无缝连通的传感器区域内最少衙要多少簇首的解析表达式，即从理论上解决了把整个传感器区域至少划分成多少个簇才能实现完全无缝连通的问题。