基于贪婪算法无线传感器网络中继节点布局的研究

为实现远距离的无线通信, 在网络中添加中继节点, 采用多跳路由传输数据。对于中继节点的布局问题, 依据线性结构使网络整体能量消耗最小的特征, 提出一种中继节点贪婪布局算法。该算法通过最近贪婪策略、中继节点通信容量、传感器节点数据转发跳数等约束方法限制中继节点的布局位置。理论分析和实验验证了该算法能够有效减少能量消耗, 延长网络寿命。     

基于协作传输的大范围WSNs能耗均衡分簇算法

由于大范围无线传感器网络（WSNs）节点的数量巨大,网络的能量消耗极不均,提出一种基于协作传输的分簇算法—EBBMCC—LS算法。该算法在保证网络均匀分簇的前提下,能保证网络中簇头节点的均匀分布,在簇间通信时加入协作传输策略,传感器节点之间通过协作传输构成虚拟多天线系统,改善系统性能,解决了大范围WSNs中的能耗不均现象。实验验证：该算法能够均衡大范围WSNs中的能耗,延长网络寿命,可促进大范围WSNs应用的推广。     

基于无线传感器网络的压电能量收集技术

随着物联网的发展,多节点的传感器供电成为关键问题,由于环境中普遍存在低频振动,采用了压电悬臂梁结构,建立压电悬臂梁结构的电学模型,并进行了ANSYS的仿真,仿真得到电压76 V,约等于模型的理论值,验证了模型的正确性。进而继续研究了压电悬臂梁几何尺寸对固有频率的影响,振子越长,质量块越长,频率越低。从而收集低频振动环境中的能量,为传感器供电装置提供了设计的理论依据。     

基于RSSI距离修正的WSNs定位算法

针对无线传感器网络(WSNs)易受外界因素影响,导致三边定位的锚圆不能相交的情况,提出了一种接收信号强度指示(RSSI)距离修正定位算法。通过对锚圆半径进行修正,形成3个锚圆相交的区域,然后用加权定位法对未知节点进行准确定位。仿真和实验结果表明:在6 m×10 m的区域范围内,该算法的平均定位误差为0.62 m,和其他定位方法相比,有更好的定位精度。     

基于二元多跳WSN的信道容错的目标定位方法

针对信道退化的多跳无线传感器网络下的定位问题,基于最大似然估计提出一种新的信道容错的定位算法.传感器节点接收到的源信号强度数据被压缩量化为二元信号,经Rayleigh退化信道多跳中继到达融合中心.利用信道退化统计量和译码策略,推导出二元观测数据的似然函数,基于最大似然估计获得目标定位,进一步给出目标位置估计的克拉美-罗下界.仿真结果表明了所提出算法的有效性.     

基于细菌觅食优化算法的WSNs节点部署策略

为了提高传感器节点的有效覆盖率,提出了一种基于细菌觅食优化(BFO)算法的节点部署策略。以网络覆盖率为目标函数,在细菌觅食算法的趋向操作过程中,引入碰壁策略,对细菌初始位置进行优化,从而提高算法的收敛速度。算法中的每个细菌都代表一只传感器,多个细菌组成的一个菌落代表一种传感器的部署方案。算法以菌落为单位做复制操作和迁徙操作,按照菌落适应度值大小选出较为优越的部署方案。通过仿真实验,分析了参数对算法性能的影响,并与其他方法的优化结果进行比较,结果表明:该算法有效地提高了传感器节点覆盖率。     

基于移动锚节点与多级通信的三维传感器网络节点自定位算法研究

在基于移动锚节点的三维传感器网络节点自定位算法SNLSFA(Sensor Node Localization Scheme based on Flying Anchors)的基础上,提出了一种新的基于移动锚节点与多级通信的三维传感器网络节点自定位算法SNLSFAMC(Sensor Node Localization Scheme based on Flying Anchors and Multi-level Communication)。首先由移动锚节点提供3个或4个辅助定位点,再由辅助定位点得到两条非平行线段,然后过线段中点分别做垂直于线段的平面,经两平面相交后得到一条经过待定位节点的直线,最后利用辅助定位点与待定位节点之间的距离作为通信半径即可得到待定位节点的位置。仿真结果表明,与SNLSFA相比,在相同锚节点数量下,SNLSFAMC提高了定位精度,且在相同定位精度下,SNLSFAMC降低了对锚节点数量的需求,提高了算法的响应时间。     

无线传感器网络中基于安全数据融合的恶意节点检测

无线传感器网络的一些固有特点,如节点能量、存储空间和计算处理能力均有限,网络节点布署在野外而无人值守,节点易被敌方捕获,因而网络内部易存在恶意节点。本文在分析Atakli等人提出的WTE方案基础上,提出了一种新的基于安全数据融合的恶意节点检测算法(MNDSDF)。针对节点数目较多层次型的无线传感器网络,MNDSDF算法首先在WTE权值融合的思想上添加了高信誉值过滤机制,来检测恶意采集节点;其次针对WTE和WCF只允许簇内单跳和融合结果受恶意节点影响较大等不足,提出了数据包计数的策略,来检测恶意转发节点。与WTE相比,MNDSDF算法能抵制更多种攻击行为,适应更宽泛的路由协议。通过仿真实验,MNDSDF算法可以有效检测出部分恶意行为,并经过与WTE和WCF比较,具有更高检测率和更低误检率。     

一种基于SBL和APIT的混合定位算法

由于子区域分割粒度的限制,基于阶次序列的定位算法(Sequence-based localization,SBL)存在边缘区域节点定位误差较大和不能保证平均定位误差性能的问题。针对这些问题,提出了一种基于SBL和APIT的混合定位算法,利用APIT信标三角形切割SBL算法子区域,减小子区域面积,实现了分割粒度的细化。通过预先进行系统训练,优化了混合算法的加权系数,进一步提升了算法的定位精度。仿真结果表明,相比于原算法,所提出的混合算法有效地提升了边界区域节点的定位精度,其平均定位误差降低了17.9%,使基于阶次序列的定位算法的定位精度得到了有效改善。     

基于Msp430无线安防传感网的设计研究

文中给出了一种面向无线传感网络协议的改进方法,设计并实现了一种面向于中小型场所的远程智能安防系统。该改进方法采用只在中心节点形成与维护路由表的策略,形成多路径单跳网络。通信节点采用具有超低功耗特性的Msp430单片机和CC1101射频模块构架,中心节点采用PC机外接CC1101RS-232串口模块方案,将汇聚节点和基站服务器合二为一,实现通信协议的转换,同时为远端移动终端节点提供通信接口。通信过程增加接收确认信号环节以确保信号的有效发送。实验结果表明,文中的设计方法能够高效地完成在有效通信范围内的信息传感。