WSN中一种改进的节点部署方案

节点部署是无线传感器网络的基本问题之一,关系到网络的感知范围和信息传输服务质量。现有的部署算法需要额外探测和修复边界上的覆盖空洞,从而增加了网络部署的成本而且使得节点分布不均匀。针对这一问题,提出了一种改进的节点部署方案,首先进行边界部署,以保证边界上的完全覆盖和连通;然后在感应区域内生成一个新的凸多边形区域,在此新区域上再递归调用边界部署算法,直到整个感应区域被完全覆盖。理论分析和仿真实验表明,在部署节点个数和可扩展性方面均优于已有的部署方案。     

无线传感器网络中的分布式Voronoi覆盖控制算法

以覆盖部分目标区域的传感器网络为研究背景,在通信半径不小于2倍传感半径的条件下,提出了一种维持网络原有覆盖范围、连通性的分布式Voronoi覆盖控制算法.首先,提出了一种基于局部Voronoi区域的冗余识别规则,其计算复杂度与节点密度无关;然后,提出了一种能量优先的Voronoi调度规则,通信相邻、局部Voronoi不相邻的节点可以同步执行冗余识别,提高分布式调度的收敛性.仿真实验表明,所提算法求解活跃节点的数量、平均覆盖度与集中式算法接近,优于一般的分布式算法,而在活跃节点的平均能量、算法性能等方面更加具有优势.     

一种三角形网格空洞修复算法

无线传感器网络由大量传感器节点组成,在网络初始化时节点随机部署在目标区域中,导致某一区域未被覆盖而形成覆盖空洞.针对目标区域中存在覆盖空洞问题,设计了一种基于三角形网格的无需地理信息的空洞探测算法ATN和空洞修复算法TNR.利用ATN算法检测节点与其邻居形成的三角形网格是否被完全覆盖,TNR算法以ATN算法理论为基础,向三角形网格中添加节点使目标区域完全覆盖.理论与仿真实验分析表明,ANR算法能够探测出目标区域中所有空洞,TNR算法在部署密集的传感网络中能够快速完成空洞修复.     

基于联合感知模型的无线传感器网络连通性覆盖协议

本文研究在没有节点位置信息的情况下,如何有效地保证节点采用联合感知模型且节点通信范围多级可调的无线传感器网络的覆盖质量和连通性.给出了在节点随机部署方式下,网络覆盖质量和网络连通性与工作节点个数、监测区域面积和节点性能参数的关系;设计了一个选取最少工作节点保证网络覆盖质量和网络连通性的调度控制算法(SCA),该算法力求...     

自适应多传感器网络覆盖节点部署技术研究

基于多传感器节点圆形数据采集区域相切形成一系列相似三角形在几何原理上的有效性和可行性,提出了一种基于相似三角形的网络节点协同控制节点部署技术.首先把数据采集区域分割为多个几何相似的三角形,保证对监测区域无缝覆盖的同时聚集最少的传感器节点;其次在簇首节点与分簇区域内的传感器节点之间构建高效拓扑;然后建立一种自适应节点失效重建网络拓扑控制机制.仿真实验表明,该节点部署算法可以对监测区域实现完全无缝覆盖,保持网络整体性能高效以及数据传输的可靠性..     

移动传感器网络非均匀事件区域节点部署优化

针对移动传感器网络中热点事件监测场景,研究传感器节点的快速优化部署策略.首先假定事件随机产生,针对事件优先模型及节点感知误差函数推导基于Voronoi剖分时感知误差最小,然后定义节点有效覆盖权值,证明了当所有节点有效覆盖权值一致时,整个网络覆盖效能将达到最大.结合虚拟力及节点有效覆盖权提出一种分布式优化部署算法SDOA(Sparse Deployment Optimization Algorithm),其在保证覆盖能效最大化时保证网络连通性.最后仿真比较了本文提出部署策略能够快速有效实现对热点区域部署,并保证较高的覆盖效能.     

基于临近空间飞行器的区域自组网优化部署算法

该文针对基于临近空间飞行器的新型区域自组织网络,提出一种优化部署方案。采用线性递减权值粒子群算法,对于临近空间飞行器节点,一个粒子代表所有飞行器节点坐标集合,以最大化网络覆盖空间的联合通信覆盖率为目标,进行节点的优化部署。对于地面骨干节点,一个粒子代表一个网络分区内骨干节点坐标,以最多覆盖节点数和最小平均跳数为目标,进行初始化。网络运行过程中根据任务区域内数据业务分布情况,以趋近数据量多、业务优先级高的区域为目标,动态调整更新地面骨干节点位置。仿真结果表明,所提方案能为上层协议的运行提供良好基础,使网络分组投递率、延迟和开销等性能得到改善。     

电力物联网双层网格抗捕获攻击密钥分配算法

针对电力物联网智能终端有限的存储、计算和通信资源,现有运行管理算法大多偏重于降低节点功耗,导致终端安全抗捕获的性能受限。为在保障电力物联网终端节点运行性能的同时提升抗物理捕获攻击能力,提出一种轻量级密钥管理方案。通过集中器节点部署增加管控中央区域,形成了一种新型的双层网格部署模型。基于新结构提出一种双阶段的密钥信息分配算法。各阶段根据各子区域节点数目设置Blom矩阵空间的安全阈值,大幅提高了电力信息网络连通性和抗捕获性能。仿真结果证明,当被捕获终端比例为5.5%时,该方案对应的通信链路失效概率较t-UKP和SPECC方案最大降低63%和68%。     

基于Voronoi的无线传感器网络覆盖控制优化策略

针对无线传感器网络运行状态中存在覆盖空洞的问题,提出了一种基于Voronoi有效覆盖区域的空洞侦测修复策略。该策略以满足一定网络区域覆盖质量为前提,在空洞区域内合理增加工作节点以提高网络覆盖率为优化目标,采用几何图形向量方法对节点感知范围和Voronoi多边形的位置特性进行理论分析,力求较准确地计算出空洞面积,找寻最佳空洞修复位置,部署较少的工作节点保证整个网络的连通性。仿真结果表明,该策略能有效地减少网络总节点个数和感知重叠区域,控制网络中冗余节点的存在,同时其收敛速度较快,能够获得比现有算法更高的目标区域空洞修复率,实现网络覆盖控制优化.     

基于多目标生物习性激励的WSN传感器节点部署

为确保无线传感器网络(WSN)覆盖和连通性最大化以及能量消耗最小化的有效监测,提出一种基于多目标生物习性激励(MOBHI)的传感器节点部署算法。首先,将传感器节点的区域(领地)根据诸如最大覆盖、最大连通性和最小能耗等多个目标,基于领地捕食者气味标记行为进行标记,并模仿气味匹配识别其监测的位置;其次,对多个目标的优化问题应用非受控Pareto最优,将其分解为多个单目标优化子问题并同时对它们进行优化,得到所需目标的解。仿真实验结果表明,本文提出算法在网络覆盖、连通性和能耗等性能指标方面都优于其他传感器节点部署的多目标和单目标优化算法。