大田监测中无线传感器网络的部署

监测是无线传感器网络最具潜力的应用之一,其中传感器结点的部署是无线传感器网络中重要的问题,因为它反映了传感器网络的成本和监视能力.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.本文综合无线传感器网络部署最新研究结果,分析了无线传感器网络中结点部署问题的重要性、面临的主要挑战,以及下一步的研究方向,并以环境监测中部署算法的设计为例,指出设计环境监测中无线传感器网络部署算法的关键因素.     

网格法在无线传感器网络部署中的应用

传感器节点的数量关系到无线传感器网络的总成本和网络的性能,是设计无线传感器网络优先考虑的问题。对无线传感器网络部署中重点考虑的覆盖、连通性和节能问题进行了讨论,基于网格法对几种不同的传感器部署方案进行分析,计算了它们的有效覆盖面积和有效覆盖率。通过计算和分析可知,传感器按等边三角形部署时,重叠区域小,需要的传感器数量少,是最理想的部署策略。     

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。     

无线传感器网络节点重部署研究进展

传感器节点随机部署导致的分布不均匀往往会使无线传感器网络的感测区域产生覆盖空洞或冗余覆盖,严重影响网络性能,因此需要重部署对网络拓扑进行修复。总结和分析近年来重部署相关的主要研究方向和成果。首先回顾了三种基础的节点感测模型;再从研究问题、策略设计优化目标和分类方法等三个方面对节点的重部署进行了全面的梳理;然后着重针对典型的传感器节点和Sink节点的重部署策略进行分类解释和比较分析;最后讨论强化学习框架下的节点重部署策略和安全监测需求下无线传感器网络迁移部署,并指出重部署策略的应用前景与发展趋势以及未来的优化方向。     

无线传感器网络中节点部署算法研究综述

无线传感器网络(WSNs)是新一代的传感器网络,具有非常广泛的应用前景.总结了WSNs部署算法的研究现状,并分别从部署方式、监测目标、网络架构及节点是否移动等多个角度对其进行分析比较.最后给出了WSNs部署算法的应用关键点和未来发展趋势.     

无线传感器网络的节点智能部署方法研究

为满足应用系统对无线传感器网络性能,如覆盖连通质量等方面提出的特定需求,研究了概率感知和通信模型下,保障连通覆盖性能的节点部署问题,提出了基于带精英策略的非支配排序遗传算法的节点智能部署方法。仿真结果显示,在满足应用需求的前提下,提出的部署方法与随机部署和网格部署相比,其需要部署的节点数目明显较少;并且,该方法能得到一组反映目标间制约关系的非支配解,可供用户直观地在多个目标之间进行权衡,并折衷选择部署方案。     

无线传感器网络节点部署问题研究

节点部署是无线传感器网络(W SNs)研究的一个基本问题。合理的节点部署方式有助于提高网络工作效率,优化利用网络资源。针对与节点部署相关的覆盖、连通、能耗三方面基本问题,对现有主要研究成果进行了分类和比较,讨论了三者之间的关系,总结性地提出并分析了网络覆盖和连通性能的评价标准。     

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。     

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。     

基于嵌套网格的无线传感器网络节能部署算法

针对环境监测中异常区域分布不均匀，以及无线传感器网络中节点密集、部署冗余的特点，提出了基于嵌套网格的节能部署方法，并依据物理参数梯度设计了非均匀部署节点算法．对其环境监测应用——森林火灾监测，进行了性能分析和Matlab仿真验证．结果表明，该方法可以有效地节约网络的能量，快速发现异常区域，并能详细描述异常区域的参数分布状况．     

无线传感器网络的覆盖控制

覆盖控制作为无线传感器网络中的一个基本问题,在国内外已经取得了一些研究成果。根据不同的性质,覆盖控制问题可以划分为不同的类型(如,静态覆盖和动态覆盖、确定性覆盖和随机性覆盖)。主要针对静态覆盖(区域覆盖、点覆盖、栅栏覆盖)问题中一些典型算法,分类进行了描述,并比较了它们之间的优缺点,最后,指出了需要进一步的研究工作。     

基于茶园旱情监测的无线传感器网络部署研究

茶园土壤水分含量的变化直接影响着茶树生长与茶叶产量.将无线传感器网络应用于茶园旱情监测,容易维护并且监测不受人力资源限制.优化节点数目和节点分布形式,保证网络良好的连通性是节点部署的关键点所在.对茶园中节点的随机部署和确定型部署进行了分析对比,其中,确定型部署选择了菱形部署.通过对网络丢包率的实际测试,得出菱形网络部署的网络性能好,更适用于茶园旱情监测.     

无线传感器网络节点自调度冗余覆盖算法

对于能量受限的无线传感器网络,延长网络存活的时间很关键。针对这个问题,提出了一种基于能量均衡的传感器节点自调度冗余覆盖协议（SRCP）,通过仿真实验对该算法的有关性能进行了评价,性能评价表明：这种算法能有效使用节点能力,延长网络存活时间。     

无线传感器网络基于路径的非均匀分布策略

无线传感器网络中多对一的数据传输方式导致节点负载的不均衡性,靠近汇聚节点(Sink)的节点要比远离Sink的节点消耗更多的能量,如此容易引发能量空洞问题。针对该问题,从网络数据的传递路径出发,根据网络中节点承担的路径数量的不同,平衡各层节点的能耗,提出感知节点覆盖率一致、内层路由节点与其所有外层感知节点数目相同的的非均匀分布策略,并通过仿真实验证明了该方法的有效性。     

无线传感器网络在机械振动监测中的应用

为了弥补目前基于有线连接机械振动监测系统中的线缆布设复杂、成本高、可维护性差、系统灵活性差等一些不足,把无线传感器网络引入机械振动监测中,并采用基于关系矩阵的数据融合算法解决机械振动监测中数据量大的问题。实验表明:关系矩阵数据融合算法可以在有效提高监测精度的同时减少传输的数据量。无线传感器网络可以实现对被监测设备的实时监测,使工作人员及早发现被监测设备的故障。     

自适应半径调整的无线传感器网络覆盖算法

针对随机分布的无线传感器网络中节点分布不均匀造成的覆盖冗余,以及同时存在的覆盖空洞,提出了一种自适应半径调整无线传感器网络覆盖算法,通过阈值判断监测区域内传感器节点密度,根据监测区域内传感器节点疏密程度,利用节点半径步长系数对监测区域内节点半径进行自适应调整,建立无线传感器节点发射功率与节点发射半径的模型,计算无线传感器发射功率,通过实验和仿真,表明上述方法能够保证网络覆盖率的基础上减少无线传感器网络总功耗,提高网络寿命.     

认知无线电在矿井无线传感器网络系统中的应用

为了有效地实现矿井环境监测,将认知无线电（CR）技术和无线传感器网络（WSNs）技术相结合,提出了CR-WSNs新概念。分析了煤矿井下特殊的工作环境,介绍了适用于矿井的CR-WSNs监测系统结构、节点的硬件组成和CR-WSNs模块间的通信,给出了简单的性能测试方案。实际测试结果表明：CR-WSNs比普通WSNs具有更强的抗干扰性能。     

基于无线传感器网络的远距离结构健康监测

针对复合材料结构健康监测的特点和需求,实现了一套基于无线传感器网络(WSNs)的远距离结构健康监测系统。系统构成包括前端传感监测子系统、WSNs子系统和远终端监控子系统。为了扩大系统的监测范围,降低系统网络功耗及成本,提高系统的稳定性、智能性和抗毁性,研究了自制的无线传感节点、多跳路由技术及小型化配接电路,改进了终端程序和网络节点程序。实验证明:相对于传统有线的监测方式,基于WSNs的结构健康监测具有灵活性高、负重轻、成本低、搭建移动方便、维护容易等优点。     

无线传感器网络中间件的研究

无线传感器网络(WSNs)能量和资源有限、网络动态性强等特点使得终端用户管理复杂的WSNs并不容易,需要中间件的支持。研究不同的WSNs中间件设计方法,对WSNs中间件进行了分类和比较,提出了今后进一步研究的方向。