基于模糊理论的无线传感器网络数据融合算法

针对无线传感器数据融合过程中,各节点观测值存在冗余以及监测区域重叠可能导致信息的精确性低、能量消耗大等问题,本文提出利用模糊理论中的相关性函数计算节点间相互支持程度,对支持程度高的传感器进行数据融合,并利用融合结果与服务质量期望筛选出冗余节点,使其进入休眠状态.仿真结果表明,该方法能够获得更高的精度和可靠性,并能有效延长网络生命周期.     

Using Information Fusion to Assist Data Dissemination in Wireless Sensor Networks

Data dissemination is a fundamental task in wireless sensor networks. Because of the radio range limitation and energy consumption constraint, sensor data is commonly disseminated in a multihop fashion (flat networks) through a tree topology. However, to the best of our knowledge none of the current solutions deals with the moment when the dissemination topology needs to be rebuilt. This work addresses such a problem introducing the use of information fusion mechanisms, where the traffic is handled as a signal that is filtered and translated into evidences that indicate the likelihood of critical failures occurrence. These evidences are combined by a Dempster-Shafer engine to detect the need for a topology reconstruction. Our solution, called Topology Rebuilding Algorithm (TRA), is evaluated through a set of simulations. In the experiments, TRA showed to be efficient in avoiding unnecessary topology reconstructions. Compared to the periodic rebuilding, in some cases, TRA could reduce the traffic overhead in nearly 35% of the traffic produced by the periodicu rebuilding.     

基于AODV的无线多媒体传感器网络路由协议

研究了AODV路由协议,分析了多路径路由实现机制,提出了一种可应用于无线多媒体传感器网络的能量均衡多路径AODV路由协议。该协议建立从源节点到目的节点的多条路径,在路径的选择上综合考虑了路径跳数和节点剩余能量,用以保证负载均衡,延长网络生存期,该算法使用了分流的方式避免拥塞。通过使用NS2仿真软件对EEMP-AODV路由协议进行仿真,结果显示其在拥塞避免、实时性、吞吐量和网络生存期方面的性能有明显提升。     

Routing Protocol with Optimal Location of Aggregation Point in Wireless Sensor Networks

1IntroductionAdvances in the miniaturization of MicroElectronicand Mechanical Structures(MEMS)haveledto batterypowered sensor nodes that have sensing,communica-tion,and processing capabilities[1~4].Sensor networkshave emerged as an indispensable and i mpo…     

An Energy-Efficient Routing and Self-Organization Algorithm in Wireless Sensor Networks

1IntroductionAs the development of MEMStechnology,the microsensors whichintegrate manyfunctions such as sensing,signal processing and communication have been widelyused[1]. Wireless Sensor Network ( WSN) is construct-ed with hundreds to thousands of sensors and one ormore SINKs .Sensors can sense (monitor) many physi-cal signals such as sound,light ,electronics ,tempera-ture and humidity of the objects in a given region[2 ~3].Sensors transfer these signalsinto sensing data and sendsensin…     

基于跨层设计的无线传感器网络新体系

无线传感器网络是资源受限的网络,网络中节点较简单且差异小,在许多应用背景中对实时性要求较高。而传统的分层网络体系开销较大且灵活性不高,跨层技术的产生可以弥补这些不足。论文分别从实时性、收集信息需要这两方面提出新的基于跨层技术的网络设计方案,以满足不同应用的需求。     

分布式无线传感网络的协作目标跟踪策略

基于图像序列的目标跟踪是目标跟踪的重要研究问题之一.由于受图像解析度和跟踪范围限制,单视角跟踪准确性和鲁棒性不足.本文提出了分布式无线传感网络测量环境下的多视角协作融合跟踪方法,并引入了渐进分布式数据融合,采用基于能耗参数和信息有效性参数的综合优化函数动态选择融合节点,规划融合过程,平衡融合精度与网络能耗.通过目标跟踪准确性、网络能耗及传输延时对比实验表明:基于渐进分布式数据融合的协作信号处理方法提高了分布式多视角跟踪的准确性与实时性,减少了网络拥塞,降低了通讯能耗及延时.     

Battery-Aware Routing for Streaming Data Transmissions in Wireless Sensor Networks

Recent technological advances have made it possible to support long lifetime and large volume streaming data transmissions in sensor networks. A major challenge is to maximize the lifetime of battery-powered sensors to support such transmissions. Battery, as the power provider of the sensors, therefore emerges as the key factor for achieving high performance in such applications. Recent study in battery technology reveals that the behavior of battery discharging is more complex than we used to think. Battery powered sensors might waste a huge amount of energy if we do not carefully schedule and budget their discharging. In this paper we study the effect of battery behavior on routing for streaming data transmissions in wireless sensor networks. We first give an on-line computable energy model to mathematically model battery discharge behavior. We show that the model can capture and describe battery behavior accurately at low computational complexity and thus is suitable for on-line battery capacity computation. Based on this battery model we then present a battery-aware routing (BAR) protocol to schedule the routing in wireless sensor networks. The routing protocol is sensitive to the battery status of routing nodes and avoids energy loss. We use the battery data from actual sensors to evaluate the performance of our protocol. The results show that the battery-aware protocol proposed in this paper performs well and can save a significant amount of energy compared to existing routing protocols for streaming data transmissions. Network lifetime is also prolonged with maximum data throughput. As far as we know, this is the first work considering battery-awareness with an accurate analytical on-line computable battery model in sensor network routing. We believe the battery model can be used to explore other energy efficient schemes for wireless networks as well.     

无线传感器网络的建模分析

无线传感器网络由大量具有传感、计算和通讯能力的节点组成。针对不同的应用目的、工作环境和要求,提出了进行传感器网络建模需要考虑的几个要素。通过对网络基本要素的描述,能够很方便地对传感器网络进行建模。利用这些要素的特征对网络性能进行深入细致地分析以便选择或设计合适的路由协议和数据融合的方法。研究的重点是网络路由协议及其数据融合技术,也适用于其他协议的设计和建模。     

无线传感器网络研究概述

集中传感器、计算机以及通信技术的无线传感器网络技术由于其良好的性能以及广阔的运用空间,得到了广大学者的关注和研究。基于此介绍了无线传感器网络的基本概念、属性,讨论了无线传感器网络的关键技术,并就使用领域进行了阐述。     

无线传感器网络可靠数据传输协议的研究

数据的可靠传输是一个成熟的网络应该给用户所提供的基本服务。在能量受限和带宽受限的无线传感器网络(wireless sensor networks)中,同样需要可靠的数据传输。首先分析了TCP应用于无线传感器网络的不足,然后介绍了目前可靠数据传输协议的主要研究进展和关键技术,重点阐述了PSFQ、ESRT和RMST协议的应用场景和基本原理,分析了不同协议各自的优缺点,最后展望了可靠数据传输的研究方向和发展前景。     

加权选举的无线传感器网络协议

为了提高无线传感器网络的稳定期,提出了一种高效节能的加权选举协议。该协议使用集群策略结合链状路由算法,在异构的无线传感器网络环境下改善节能并且延长稳定期。仿真结果表明该协议在网络寿命和稳定期方面的性能都优于LEACH,SEP和HEARP。另外,实验表明在异构环境下稳定期依赖于节点的额外能量。     

无线多媒体传感器网络路由协议研究

传统的无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)路由协议不能很好地适应多媒体数据流的传输.近来,提出了一些无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Networks,WMSNs)路由协议.本文首先讲述了WMSNs服务质量保障路由问题及其面临的挑战,从五...     

多媒体传感器网络中基于颜色空间的图像融合方案

 基于彩色图像的YUV颜色空间和相邻节点间的视角相关性,将同一场景的监控任务分配给3个相关度较大的传感器节点,每个节点仅需处理亮度分量或色度分量.使用深度信息模型,以及基于自适应四叉树分割和分块空间变换的方法,对解码后的亮度和色度分量进行融合,实现监控场景的彩色图像重构.仿真实验结果表明,该方法有效可行,在视频传感器节点存储量、传输量和场景监控质量之间能取得良好的折中.     

无线传感器网络LEACH路由协议改进

由于无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)中节点能量有限,需要设计能量有效的协议,以延长网络的生存时间。在LEACH路由协议的基础上,综合考虑节点已经充当簇头的次数、剩余能量和地理位置参数来优化簇头的选择机制,提出了LEACH-W路由协议算法。实验结果表明,LEACH-W算法具有更长的网络生命周期。     

无线传感器网络中的网内信息处理技术

无线传感器网络（WSN）的传输技术发展迅速,但单纯的传输原始感知数据并不能满足传感器网络应用日益发展的智能化需求。传感器网络的网内信息处理技术在原始采集数据的基础上,将大量的信息处理和计算移植到传感网内部进行,从海量的、杂乱无章的、难以理解的原始数据中抽取并推导出对于某些特定的用户来说具有特定意义和判决参考价值的数据。网内信息处理技术能够降低网络数据传输量、节约能量资源、提高数据精度、减小传输延迟,以达到提高网络性能,高度契合用户信息需求的目标,是未来传感器网络技术发展的重要方向。     

基于生成树的无线传感器网络分布式路由协议

在无线传感器网络中,节点具有有限的电池能量,为了延长网络的生存时间,提出了一种基于生成树的分布式路由协议STRP及其具有能量意识的改进版本STRP-PA.每个传感器节点根据相邻节点与基站的距离、剩余能量等信息寻找父节点,构造一棵以基站为根的近优最小生成树,节点采集的数据沿树传输,并在树杈节点进行聚合.仿真实验结果表明:STRP-PA协议能够节省网络能量,显著延长网络稳定工作的时间,性能明显好于LEACH协议.     

无线传感器网络中基于线性网络 编码的节能路由算法

 该文基于网络编码思想,提出一种无需重传与确认的路由算法,这种算法以最小化单位比特有效数据的能耗为目标,给出最优化数学模型,并用遗传算法进行求解.所提出的免重传路由算法可以降低能耗,减轻节点之间的无线电干扰,节省了节点用于重传数据包所需配置的缓存.     

面向数据相关的传感器网络采样算法

针对某些特定场合无线传感器网络中传感器产生的数据时间和空间上的冗余和高度相关性,提出了一种面向数据相关性及权重的传感器网络采样优化算法DCACW。它基于聚合树结构连接整个网络,在各节点根据样本的相关性和节点权重进行数据融合。仿真实验结果表明,本算法采集的样本覆盖度更广,而且在聚合树中去除了冗余和相关的数据,保证了最终收集的样本差异性较强。     

WSANs中基于跳步数自适应的路由算法

无线传感反应网络是由大量传感节点和少量（可移动）资源丰富的反应节点构成.传感节点 负责收集外部环境信息,而反应节点对外部环境实施相应的操作.本文分析节点能量消耗模 型,求解出理想条件下单条路径上总能耗最小时的最优跳步数.在此基础上,提出了一种跳 步数自适应的路由算法HAR,用来实现数据收集的实时需求与能量消耗之间的平衡.仿真实验 表明：HAR算法在平衡能量消耗与时间延迟的性能上优于HBMECT算法,而且能较好地适用于 反应节点移动的情形.