异构无线传感器网络中基于模拟退火算法的成本最优部署机制

针对异构传感器网络节点的高密度部署和监测目标非均匀分布的情况,提出了一种基于模拟退火算法的成本最优部署方法.算法在保证网络覆盖和容错性的条件下,以异构节点部署成本最小为优化目标进行操作.仿真结果表明该算法能快速收敛于最优解,有效降低网络部署的成本,提高了目标监测质量.     

异构无线传感器网络中异构节点的部署与优化

在无线传感器网络中适当地部署少量的异构传感器节点能够有效地延长网络寿命,提高网络的可靠性.本文主要研究无线传感器网络中异构节点的部署问题,提出了基于选址问题的异构节点部署算法,以优化无线传感器网络中异构节点的数量和位置.与其它算法相比,该算法对无线传感器网络的拓扑结构没有特定的要求,可以支持随机部署或人工部署的各种传感器网络,最后还给出了该算法的仿真测试结果.     

异构无线传感器网络中多目标优化节点部署策略

针对异构无线传感器网络节点高密度部署和事件发生存在"热点区域"问题,以区域覆盖率最大和网络能耗最小为优化目标,提出了一种基于多目标优化的二进制粒子群算法,对节点部署进行多目标优化。该算法采用概率感知模型,引入强支配系数使得解分布均匀,结合Pareto最优解选择排序和基于自适应权重的适应度分配,进而获得异构节点部署解。仿真结果表明:该算法能对目标空间进行广泛搜索,与NSGA—Ⅱ算法相比,算法具有良好的收敛性,能有效地提高网络的覆盖率和降低网络能耗。     

基于改进蚁群算法的无线传感器网络节点部署

为了降低无线传感器网络的总体能耗,保证信息的有效采集,针对无线传感器网络节点分布部署问题进行了研究,将其形式化为一个组合优化问题,以网络覆盖率为目标函数;提出了一种基于改进蚁群算法的节点优化部署方法,并对信息素扩散源搜索策略以及信息素更新方式进行改进;仿真结果表明,算法能够在监测目标区域内以相对较小的代价完成传感器网络节点的分布优化,并能降低网络的能耗,提高网络的整体覆盖率.     

面向区域覆盖的异构传感器节点部署

针对异构传感器节点随机部署于被监测区域时容易产生覆盖漏洞的问题,提出一种基于取样直线扫描的覆盖漏洞修复算法,基于取样直线扫描,找到覆盖漏洞;通过移动传感器节点修复覆盖漏洞.该算法以完全覆盖被监测区域为优化目标,对于具有相同感知半径的同构传感器节点和具有不同感知半径的异构传感器节点同样适用.仿真实验表明:该算法能有效修复覆盖漏洞.     

多障碍的有向异构传感器网络覆盖优化算法

针对多障碍影响的有向异构传感器网络中的覆盖问题,在满足有向感知模型的基础上,提出了基于虚拟势场的多障碍的有向异构传感器网络覆盖优化算法PCMODH。该算法通过引入重叠质心和有效质心的概念,对多障碍影响的有向异构传感器网络进行邻居节点的虚拟受力优化、节点往复运动优化、边界节点及障碍物节点处理。该算法优化了随机部署产生的覆盖问题,提高了多障碍的有向异构传感器网络的覆盖率。仿真结果证明了该算法的有效性。     

水下无线传感器网络节点部署优化研究

为降低水下传感器网络的部署成本,文中对水下无线传感器节点数目和覆盖率进行优化,提出了针对不同网络拓扑模型的水下无线传感器节点部署优化模型。首先,分析不同网络模型对覆盖性能的影响;然后,利用遗传算法求解优化问题,分别以网络节点数目和覆盖率作为适应度函数求解。通过仿真实验验证了该算法的有效性,结果显示:该策略能够在单个传感器覆盖半径减少的情况下以更少的节点数目达到更高的覆盖率,从而降低水下传感器网络节点部署成本。     

基于差分算法的异构无线传感器网络多重覆盖节点调度方案

针对部署区域中存在多个不同覆盖质量需求的目标,本文提出一种基于多重覆盖算法的异构节点调度机制。该算法在满足区域覆盖要求和重点区域监测目标多重覆盖的要求,及节点能量的约束条件下,以网络的有效覆盖率最大和工作节点数目最少为目标,借助改进的差分算法来对节点状态进行优化达到提高网络覆盖性能和降低网络能耗的目的。仿真结果显示,本文的算法在满足热点目标监测要求的前提下,最大限度地兼顾网络的区域覆盖质量,减少了网络的能耗;较之随机调度算法,本文算法在覆盖率和网络能耗方面优于后者。     

概率模型下异构传感器网络部署算法的研究

目前采用虚拟力方法解决传感器节点部署问题的算法均基于同构传感器网络,面向异构传感器网络的部署需求,提出扩展的虚拟力算法.该算法采用概率感知模型,部署时根据感知半径的悬殊采用静态部署与动态部署相结合的策略,根据节点感知半径差异度决定最佳距离的取值,节点移动时采用接替移动法.仿真结果表明该算法能够根据应用需要将异构传感器节点合理地部署于目标区域内,同时能有效地均衡网络节点的能耗,延长网络的生存时间.     

一种具有鲁棒性的异构传感器网络部署策略

无线传感器网络中部署适量的异构节点能够明显提高网络的数据传输成功率,可以有效地延长网络的寿命。针对实时监控网络的应用需求,提出一种具有鲁棒性的异构传感器网络部署策略,对异构网络中异构节点的部署方法、异构节点的数量以及普通传感器节点的定位方法进行了分析。仿真结果表明,该方法能够有效提高数据传输的成功率,降低普通节点的耗能,延长网络的生命时间。     

低功耗自组织无线传感器网络

无线传感器网络集成了传感、无线通信、嵌入式计算、微机电系统（Micro-Electro-Mechanism System,简称MEMS）以及微电子（如SOC）等各项技术,能够协同地实时监测、感知和采集各种环境或对象的信息,并对其进行处理,通过特定的网络技术将需求的信息传送给用户;该项技术的研究为解决未来10年中一个最具有挑战性的问题——“最后一米”的数据采集与通信问题,提供了一条有效途径,可以应用在国防军事、环境科学以及智能家居等等各个领域;文中首先介绍了无线传感器网络的概念、特点与应用背景,接着简述了该项技术的研究内容、设计目标以及国内外研究状况,最后,剖析了无线传感器网络的节点以及网络体系结构、算法和协议等研究热点并提出了需要进一步研究的问题.     

无线传感器网络研究综述

无线传感器网络作为计算、通信和传感器三项技术相结合的产物,是一种全新的信息获取和处理技术。在简要介绍无线传感器网络体系结构的基础上,分析和展望了一些有价值的应用领域。结合已有研究,从数据采集、数据计算和路由协议三方面介绍无线传感器网络的研究现状,并着重介绍了目前无线传感器网络采用的路由技术,最后指出了下一步的研究方向。     

一种无线传感器网络实际环境测试系统

为实现无线传感器网络(WSNs)在实际环境下的综合性能测试,提出了一种无线传感器网络测试系统。系统采用全实物布置策略,以基于Linux操作系统的测试床为核心;支持多个节点和异构节点的通用测试,能够满足大规模、通用性和可扩展性需求;功能丰富,支持对节点的在线编程、电源控制以及状态监测。     

无线传感器网络路由技术浅析

无线传感器网络因其广阔的应用前景而成为人们的研究热点.近几年,根据无线传感器网络的特性,已经有很多新的路由方案被提出.文章按照网络结构分类,介绍了现有的典型无线传感器网络路由技术,分析了各种技术的特点及优缺点,总结了无线传感器网络路由技术仍旧存在的一些问题,并探讨了其发展方向.     

Localized Techniques for Broadcasting in Wireless Sensor Networks

In this paper we tackle the problem of designing simple, localized, low energy consuming, reliable protocols for one-to-all communication in large scale wireless sensor networks. Our first proposed technique, called the Irrigator protocol, relies on the idea to first build a sparse overlay network, and then flood over it. The overlay network is set up by means of a simple, distributed, localized probabilistic protocol and spans all the sensor nodes with high probability. Based on the algorithmic ideas of the Irrigator protocol we then develop a second protocol, dubbed Fireworks, with similar performance that does not require any overlay network to be set up in advance. Asymptotic analytical results are provided which assess the reliability of the Irrigator and Fireworks techniques. The theoretical analysis of the proposed protocols is complemented and validated by a (simulation based) comparative performance evaluation that assesses several advantages of our new protocols with respect to gossiping and simple flooding. Differently from previous studies, we analyze and demonstrate the performance of our protocols for two different node distributions: The typical uniform distribution and a newly defined “hill” distribution, here introduced to capture some of the important and more realistic aspects of node deployment in heterogeneous terrain. Simulation results show that the proposed schemes achieve very good trade-offs between low overhead, low energy consumption and high reliability. In particular, the Irrigator and Fireworks protocols are more reliable than gossiping, and significantly reduce the number of links along which a message is sent over both flooding and gossiping.     

基于无线传感器网络的智能家居系统

无线传感器网络通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息;而智能家居系统的设计是要在家庭内部以家庭总线的方式构建一个相当于住宅神经的家庭控制网络;本文把传感器网络引入到智能家居中,设计了一个基于传感器网络的智能家居系统。     

无线传感器网络中的路由协议研究

无线传感器网络作为计算、通信和传感器三项技术相结合的产物,是一种全新的信息获取和处理技术.本文首先简要介绍无线传感器网络体系结构和性能标准,然后着重从路由协议方面比较分析无线传感器网络的多种典型的路由协议,指出了各自的特色,最后指出了下一步的研究趋势.     

基于神经网络的航空传感器故障检测

用离线训练的神经网络进行导航传感器故障检测。首先,用已获得的正常飞行数据通过离线训练的方法训练神经网络并构造估计器的结构,然后用已选择好结构并训练好的神经网络作为估计器对传感器的读数进行一步预测。若预测值与传感器实际值之间的差值仅为递推误差和传感器输出噪声,则认为传感器工作正常,若相应的残差分量显著增大,则认为传感器故障。因此设计了相应的检测策略进行故障检测,以达到既避免不必要的报警、切换,又准确、及时的监测、报警。通过仿真试验验证,结果证明该方法可行。     

Hopfield-Like Neural Nets and Sensor Networks

The transformation of a sensor network (SN) into a neural Hopfield-like network (HLN) is proposed. The SN of interest is a nonlinear non-reciprocal population of coupled oscillators. The proposed transformation is useful for investigating the relation between the structure of the SN and its capability of arriving to a global consensus. The case of a 3-SN is developed in detail for illustrating the advantages of the suggested transformation. Both the structural conditions necessary for achieving in this case the consensus and its relation to local measurements are presented.