无线传感器网络中中位数查询近似算法研究

提出一种基于WSN的中位数查询近似算法——AAMQ。在AAMQ中,节点分别统计出每个感知值出现的不重复次数,从而抽取节点的K%个最常用感知值作为子样本,然后将子样本传递给父节点,最终在根节点形成全网的样本。最后使用这个远小于全网数据集规模的、可用于代表全网数据集结构的全网样本迅速获得中位数的近似结果,从而避免了将各节点的数据都传输至根节点。实验结果显示,该算法能较大减少网络通信量、具有较小的误差,能有效地延长网络的生存期。     

能量高效的无线传感器网络时空查询处理算法

 在无线传感器网络环境中,用户经常提交的查询是时空查询,如“获得区域A在某个给定时间段内的感知数据”.由于传感器节点能量十分有限,因此,能量高效的时空查询处理是目前亟需解决的问题.首先指出了现有的时空查询处理算法能量消耗大的原因在于查询协调节点选择不合理.然后给出了理论上最优的查询协调节点的位置及其证明,并基于该理论提出了一类能量高效的传感器网络时空查询算法ECSTA.最后通过实验分析了节点密度和查询区域大小对算法能量消耗的影响.理论和实验结果表明ECSTA算法优于现有的STWin框架下的算法.     

顽健的无线传感器网络K近邻查询处理算法

提出了一种顽健的K近邻查询处理算法ROC-KNN,根据网络拓扑动态地将查询区域划分成若干子区域.每个子区域中选择一个簇头节点收集其他节点的感知数据,并将其发送至下一个子区域的簇头节点,直至遍历所有子区域.给出了2种分布式的启发式算法,用于设置子区域大小和选择簇头节点,以减少能量消耗.设计了一种利用子区域中非簇头节点恢复查询处理过程的算法,降低了查询处理因簇头节点失效而中断的概率.实验结果表明,ROC-KNN在能量消耗、查询成功率方面均优于现有的算法.     

无线传感器网络中基于值的kNN查询处理

提出一种基于值的kNN查询处理算法,该算法运用哈希函数将节点的数据映射到一个子区域中存储,采用基于位置路由实现了查询处理,并通过多点存储和可变存储区域减少节点的能量开销.实验结果显示该算法在生命周期和延迟方面都取得较好的效果.     

机会传感器网络中基于优先级的查询分发和处理算法

提出了机会无线传感器网络中一种基于查询优先级的查询分发和处理(PBQ)算法。算法根据用户定义的查询优先级合理选取消息转发的中间节点,并控制查询消息的转发和拷贝量;同时,动态地调整查询消息的优先级,使得查询结果能快速回传到查询发起者并清理网络中查询的残留消息,避免了不必要的消息传输并提高查询处理的整体效用。模拟实验表明PBQ算法能有效提高机会网络中查询处理的成功率,降低查询的开销和时间延迟。     

无线传感器网络多频率查询的节能优化

在多频率查询的无线传感器网络中,多个接收节点以不同的查询频率请求同一个数据源节点的数据.由于查询频率的不同,如何共享传输链路以降低能耗成为一个新的研究问题.考虑数据序列之间的数据相关性,本文提出了一种节能优化方法,通过在共享链路上广播整合频率的数据序列,再根据需要重构出与查询请求相对应的数据序列.理论分析和模拟实验均表明,在可容忍的平均相对误差下,该方法能够节省能量的消耗.     

无线传感器网络(ε, δ)—近似Top-k查询处理算法

提出一种适合于任意数据分布的基于抽样的(ε,δ)–近似Top-k查询处理算法。其中,ε≥0和0≤δ<1分别是相对误差界和失败概率界。理论分析表明,对于任意ε≥0和0≤δ<1,该算法返回的查询结果的相对误差界大于ε/(1+ε)的概率小于δ。于是,该算法可以达到任意精度。同时,还给出了支持近似Top-k查询的优化的抽样算法,并通过节点上的数据过滤技术来减少通信能量的消耗。理论分析和仿真结果表明,提出的算法能量消耗低并且计算复杂度低。     

无线传感器网络分布式均值查询聚集算法研究

提出了一种基于无线传感器网络的分布式均值查询聚集算法--DAA,在DAA中,传感器网络中每个节点的计算过程都仅与它的邻居节点有关,算法只需在局部范围内计算结果而无需收集全局的节点信息,也不必完成数据融合以及远距离通信等任务.同时,算法会根据当前查询结果自适应地调整查询范围.理论分析和实验结果显示该算法扩展性好、功耗低,可以有效地延长网络的生命.     

鲁棒的无线传感器网络空间范围聚集查询处理算法

现有无线传感器网络环境下的空间范围聚集查询处理算法没有综合考虑节点移动、节点失效和通信链路失效等因素对查询处理的影响,导致查询成功率低和能量消耗大.本文提出了利用节点冗余保证查询处理过程鲁棒性的空间范围聚集查询处理算法RSA(Robust Spatial window aggregation query processing Algorithm),它将查询区域划分为若干个网格,沿一条路线依次收集各网格内所有节点的数据.RSA算法给出了一种自适应的网格大小设置方法和基于网格面积的网格代表节点选择策略,以减少算法的能量消耗和提高查询成功率;给出了基于目标矩形的方法以绕过不存在节点的区域,从而避免查询处理过程出现中断.仿真实验结果表明,RSA算法优于现有的IWQE算法.     

一种基于超节点和能量优先的无线传感器网络的高效查询算法

文中提出一种基于超节点和能量优先的无线传感器网络的高效查询算法.该算法包括传感器节点的层次聚类算法及基于能量代价模型等支撑技术,主要解决了以下两个问题:(1)数据如何从传感器节点传送到汇聚节点;(2)通过对传感器节点进行聚类,形成超节点,使得在查询过程中减少对无关节点的访问.实验表明该算法在提高无线传感器网络查询效率的情况下,延长网络的使用寿命.     

Top-K Query Framework in Wireless Sensor Networks for Smart Grid

The smart grid has caught great attentions in recent years, which is poised to transform a centralized, producer-controlled network to a decentralized, consumer- interactive network that＇s supported by fine-grained monitoring. Large-scale WSNs （Wireless Sensor Networks） have been considered one of the very promising technologies to support the implementation of smart grid. WSNs are applied in almost every aspect of smart grid, including power generation, power transmission, power distribution, power utilization and power dispatch, and the data query processing of ＇WSNs in power grid＇ become an hotspot issue due to the amount of data of power grid is very large and the requirement of response time is very high. To meet the demands, top-k query processing is a good choice, which performs the cooperative query by aggregating the database objects＇ degree of match for each different query predicate and returning the best k matching objects. In this paper, a framework that can effectively apply top-k query to wireless sensor network in smart grid is proposed, which is based on the cluster-topology sensor network. In the new method, local indices are used to optimize the necessary query routing and process intermediate results inside the cluster to cut down the data traffic, and the hierarchical join query is executed based on the local results.Besides, top-k query results are verified by the clean-up process, and two schemes are taken to deal with the problem of node＇s dynamicity, which further reduce communication cost. Case studies and experimental results show that our algorithm has outperformed the current existing one with higher quality results and better efficiently.     

A Distributed Query Protocol in Wireless Sensor Networks

In wireless sensor networks, query execution over a specific geographical region is an essential function for collecting sensed data. However, sensor nodes deployed in sensor networks have limited battery power. Hence, the minimum number of connected sensor nodes that covers the queried region in a sensor network must be determined. This paper proposes an efficient distributed protocol to find a subset of connected sensor nodes to cover the queried region. Each node determines whether to be a sensing node to sense the queried region according to its priority. The proposed protocol can efficiently construct a subset of connected sensing nodes and respond the query request to the sink node. In addition, the proposed protocol is extended to solve the k-coverage request. Simulation results show that our protocol is more efficient and has a lower communication overhead than the existing protocol.     

一种基于Contact的传感器网络查询策略研究

基于Contact的资源查询机制是依据小世界理论提出来的,该机制要求网络中各个节点不仅维护R跳以内的“邻居”节点的资源状态,而且还选择维护少数较远节点(Contact)的状态。Contact大大降低了查询源与目标的“分离度”。论文提出的SMQM查询机制在CARD和TRANSFER的研究成果基础上,对于Contact的选择方法进行了重要的改进。SMQM性能的仿真试验结论说明,SMQM查询机制的性能优于CARD协议。SMQM查询机制着眼于寻找“可行”的路径,而不是最“优”路径,由此降低了路径建立开销、单次查询的总能耗,提高了网络的生命周期。     

基于连通支配集的无线传感网Top-k查询最优支撑树研究

构建底层逻辑树能有效降低集中式top-k查询带来的巨大通信开销,针对现有逻辑树都以固定汇聚节点为根节点,导致其附近节点能耗太大、过早死亡的问题,本文在无固定汇聚节点的网络背景下,基于连通支配集,提出一种能耗均衡的top-k查询最优支撑树构建方法,综合节点能量、度数以及与邻节点通信开销,选取能量代价小的作为支配节点负责查询中间数据处理,在每次查询中,节点基于地理位置ID轮流作为根节点,有效均衡节点的能耗.仿真实验表明,与其他逻辑拓扑树相比,基于最优支撑树的top-k查询具有相近的查询时间,但其平均每轮查询能耗更小,多次查询后各节点能耗达到均衡,有效延长了网络生命周期.     

无线传感器网络安全研究与分析

本文简要介绍了无线传感器网络的技术，分析了无线传感器网络的安全机制，分析了物理层，链路层和网络层的攻击和防御等问题，并对解决这些安全问题的关键技术进行了讨论。     

无线传感网络的密钥分配研究

介绍了WSN的安全威胁及无线传感器网络密钥预分配协议。对各种密钥管理方案进行了分析。提出无线传感网络应使用密钥预分配协议。     

无线传感器网络的路由协议研究

微机电系统、处理器、无线通信及存储技术的进步促进了无线传感器网络的飞速发展,使得无线传感器网络成为一种全新的信息获取和处理技术。在对其网络特点进行分析的基础上,介绍了无线传感器网络体系结构。路由技术是无线传感器网络通信层的核心技术,也是其组网的基础,着重讨论了无线传感器网络的路由协议的特点及其相关问题。