物联网感知层网络拓扑结构可靠性研究

对物联网感知层(无线传感器网络)的拓扑结构可靠性进行研究,提出了网络连通度、可靠度和可用度随时间演进的无线传感器网络可靠性仿真模型,将网络连通度、可靠度和可用度计算算法应用于无线传感器网络的可靠性评估。通过仿真验证与分析,给出了物联网感知层无线传感器网络可靠性、连通度和可用度随时间变化趋势。结果表明,该模型可快速地实现对WSNs各种拓扑结构的网络可靠性灵活准确分析,为物联网感知层网络拓扑结构的可靠性快速分析提供了有效手段。     

无线传感器网络定位技术浅析

无线传感器网络作为一种全新的信息获取和处理技术在目标跟踪、入侵检测及一些相关领域有着广泛的应用前景。然而,定位技术是无线传感网络的基础技术,对无线传感网络后续工作的开展及应用起着关键的支撑作用。首先,传感器节点必须明确自身位置才能详细说明"在什么位置发生了什么事件",从而实现对外部目标的定位和跟踪;其次了解传感器节点的位置分布状况可以提高网络的路由效率,从而实现网络的负载均衡及网络拓扑的自动配置,改善网络的覆盖质量。无线传感器网络定位是非常必要的。本文首先分析无线传感器定位的现状,分析其定位存在的问题和困难,然后对几种典型算法进行比较,比较其优缺点并提出改进方案。无线传感器网络定位最简单的方法是为每个节点装载全球卫星定位系统(GPS)接收器,用以确定节点位置。但由于经济因素、节点能量制约和GPS对于部署环境有一定要求等条件限制,导致方案的可行性较差。因此,一般只有少量的节点通过装载GPS或通过预先部署在特定的位置获取自身的坐标。     

公交网络中心化及节点重要度评估研究

探索相对重要和中心化节点已成为复杂网络学科中数据挖掘的基本问题。城市公交网络是一种典型的复杂网络,研究公交网络拓扑结构,定量分析和评估其网络的中心化与节点重要度,可以指导公交网络的合理规划和优化调整。文章基于复杂网络理论及特征模型,重新定义了节点在网络中的重要度,同时设计了网络中心化和评估节点重要度的算法。通过仿真试验表明了该算法在计算精度和速度上的优越性,验证了算法准确性和有效性。     

无线传感器网络LEACH算法改进及其仿真

为最大限度延长网络寿命,本文在选取簇头节点时引入节点的剩余能量和节点的集中度,对无线传感器网络LEACH算法进行改进,提出一种新的无线传感器路由算法LEACH-EC.该算法与现有LEACH算法主要有两点不同:1)根据节点的剩余能量选取簇头节点;2)选取周围区域分布密集的节点作为簇头节点。仿真实验结果表明,LEACH-EC算法能有效均衡网络节点能量消耗和延长网络生命周期。     

无线传感器网络节点多目标安全优化部署

目前,随着社会经济的快速发展,无线传感器网络节点运行中,优化部署方案中,对网络节点位置移动引起节点间共享密钥破坏安全通信链路等问题考虑的不够周全。此种情况下,本文主要论述了无线传感器网络节点多目标安全优化部署相关问题。     

移动节点定位算法在车联网中的应用

以自主车队控制系统为例,介绍无线传感器网络移动节点定位算法在车间距离、车辆速度以及行驶方向方面的应用。将移动节点算法中所要求的只允许信标节点小范围运动的条件去除,不再限制信标节点的运动轨迹,通过分析信标节点与未知节点之间距离的实时变化情况,反复迭代,最终达到所要求的定位精度。     

基于WSN路由算法优化的温室智能监控系统研究

文章对当前无线传感器网络在温室大棚系统应用中存在的汇聚节点或转发节点能量损耗大、节点能量损耗不均衡问题进行分析和研究,重点研究了目前几种常用的无线传感器网络路由协议,并对异构路由分簇算法-SEP进行改进。通过改进,实现降低路由中的能量损耗,最终达到降低无线传感器网络系统能量损耗的目的,为无线传感器网络在多温室智能监控系统中的应用提供理论依据。     

一种DBSCAN聚类点密度的加权质心定位算法

加权质心定位算法是无线传感器网络中最常用的定位算法,为了进一步提高其定位精度,本文将聚类算法引入到无线传感器网络定位中,提出了一种具有噪声的基于密度的聚类算法(DBSCAN)聚类点密度的加权质心定位算法。该算法根据共线度理论选择参数,构建定位三角形的集合。选择集合中定位效果较好的一部分三角形对未知节点进行定位,并对所得的初始定位结果进行DBSCAN聚类。在排除误差较大的定位坐标后,将聚类后每个簇的核心点个数视为权值,采用加权质心定位算法得到未知节点的最终定位位置。仿真结果表明:该算法与传统加权质心定位算法相比,平均定位误差减小80%以上,有效提高了无线传感器网络定位精度。     

一种物联网感知层簇内高效低功耗的数据收集方法

针对物联网感知层簇内数据收集过程中存在收集效率较低、能耗较高和传输时延较大等问题,提出了一种基于鸡群优化(chicken swarm optimization, CSO)算法的物联网感知层簇内高效数据收集方法。对物联网感知层簇内传感节点的数据收集问题进行了数学计算、分析和建模。簇内传感节点数据传输过程中,如何兼顾簇内传感网络节点能耗、传输时延和网络均衡性等指标,是一个复杂的多目标优化问题。利用CSO算法的高效优化性能,从簇成员传感节点到簇头节点之间的多条通信路径中寻找传输路径最短、网络能耗最低和传输时延较小的传输路径,以提高数据收集能力。仿真结果表明,与其他物联网感知层数据收集算法相比,所提出的算法可降低网络能耗,提高网络数据收集工作效率,延长网络寿命。     

无线传感器网络中节点信任值计算下的安全路由问题分析

本文结合无线传感器网络的特点,对其安全路由问题进行了分析,提出了一种基于节点信任值的层次路由算法,提高网络数据传输安全的方法途径。相关实验结果表明,该算法可以对节点信任值进行有效评估,从而解决了节点失效或被俘引发的层次路由安全问题,应该得到充分的重视。     

无线传感器网络中基于层次式标记的溯源追踪方法

针对无线传感器网络基本的概率包标记策略中由于下游节点的标记容易覆盖上游节点的标记的缺陷。本文提出了一种基于层次式标记的溯源追踪方法,首先将网络所有区域等分四份,以此类推,直到每个区域中最后有一个节点后停止运行;其次节点对原始数据进行加密,并把节点自己的域位串和加密过的数据一起填写在数据包第三个域中;然后节点利用层次标记方法把数据包传输的每一层中第一个转发的节点的数据和上一层第一个转发的节点的数据标记在包头中;最后数据包传递到汇聚节点后,采用层层递进的方式定位到恶意节点。     

无线传感网移动代理管理模型研究

物联网自创建以来,展现出了无线化的明显特征,无线化带来的主要问题就是设备的快速位置变化带来的网络拓扑的变化,利用移动代理的分发特点,将移动代理分发到网管服务器和子网网管主机上,从而实现网管服务器之间的移动代理迁移。     

一种改进的APIT无线传感器网络节点定位算法

本文主要是针对无线传感器网络的Range—free定位算法APIT中,处于中心、边缘的未知节点存在不能定位的问题,提出一种改进的APIT无线传感器网络节点定位算法。该算法利用三边测量法的思想计算出三个位置坐标,使处于监测区域边缘的未知节点处于这三个点组成的三角形中,保证监测区域中所以节点的位置信息。     

基于k元n立方体拓扑的无线传感器网络广播策略

研究了无线传感器网络的广播策略,提出一个冲突避免立方体广播算法CACB(Collision Avoidance Cube Broadcast)。CACB基于对k元n立方体结构的网络研究广播策略。CACB算法采用时钟准同步的方法,按照为序寻径的方式,确定每一个时间步应该如何去路由信息。实验使用OPNET软件进行仿真,仿真结果表明基于k元n立方体的无线传感器网络的广播算法CACB和传统的广播策略相比,能够减少最大端到端的时延,降低网络冲突,减少节点能量消耗,延长整个网络寿命,提高了网络的吞吐量。     

对AdHoc无线网络路由协议的探讨

AdHoc网络是一种没有中心的动态自治网络,网络中的节点通过多跳无线链路进行通信。而DSR是AdHoc网络路由协议中性能比较优越的一种。本文在DSR的基础上提出了LSDSR路由协议,引进了节点局部自适应机制。每个节点根据自己周围的拓扑结构维护一个局部连接表,从而有效改进了DSR协议较大的路由维护开销和时延以及对网络拓扑结构变化适应能力差等不足,提高了DSR的传输性能。     

面向目标跟踪的物联网感知层节点部署优化研究

针对目标跟踪物联网感知层节点动态部署的特点,在人工鱼群算法和虚拟力算法的基础上,设计了融入虚拟力影响的人工鱼群控制算法,给出了算法的参数自适应调整策略,该算法利用节点间的虚拟力来影响人工鱼的觅食行为和追尾行为,指导人工鱼群的进化过程,加快算法的收敛性。仿真实验结果显示,算法能快速有效地实现无线传感器网络节点的部署优化,与人工鱼群算法和虚拟力算法相比,该算法不仅全局寻优能力强,且收敛速度快,可有效提高网络覆盖率,优化网络性能。     

基于无线传感器网络的火灾现场定位技术研究

针对消防人员在火灾环境中进行侦察工作的危险性,将无线传感器网络技术应用于消防系统,利用DV-hop算法对传感器节点定位,并结合节点处温度变化情况,实现对火场环境的实时监控.经分析得知,基于无线传感器网络的火灾现场定位技术具有很好的可实现性.     

无线传感器网络LEACH算法的改进研究

针对LEACH算法节点生命周期短和能耗不均衡的问题,提出了一种改进的LEACH算法。算法在簇头节点选择时综合考虑节点剩余能量和当前位置问题,使簇头的分布更均匀;同时在估算最优簇头数的基础上,改进了分簇方法,减少了分簇次数,节省了网络能量消耗。仿真实验表明,改进的LEACH算法使整个网络能耗更加均衡,延长了无线传感器网络的生命周期。     

基于信息素的无线传感器网络LEACH-M协议改进

针对移动无线传感器网络LEACH-M协议随机选举簇首,导致节点能耗不均匀、网络生命周期短等问题,提出了一种选举最佳簇首的ECHS(enhanced cluster head selection for LEACH-M)路由协议,将节点剩余能量与网络平均能量比较,筛选候选簇首节点,并定义信息素来衡量各候选簇首节点担任簇首的能力,保证簇首的选举兼顾节点的能量和移动性。仿真实验结果表明,该协议与LEACH-M协议相比,可有效均衡整个网络的能量消耗,延长网络寿命。     

基于Zigbee的无线传感器网络在桥梁健康监测系统中的应用探究

桥梁的建设和维护是国家基础设施建设的重要组成部分,桥梁健康监测技术能有效的保证桥梁的安全运营,保障人民群众的生命财产安全。桥梁健康监测系统通过对桥梁结构状态的监测与分析,为桥梁在特殊气候、复杂交通环境下和桥梁结构状况异常时发布预警信号,为桥梁的管理、养护与维修提供科学的依据。目前国内外桥梁监测系统大多为有线网络系统,存在着网络安装布线成本高昂、设备移动和网络结构灵活性差、节点智能化程度低等问题。为此,本文提出并设计实现了基于Zigbee协议的无线传感器桥梁健康监测网络系统。与传统的桥梁监测系统相比该系统具有成本低、可靠性高、安装方便、维护更新费用低等优势。本文针对桥梁健康监测技术的发展现状和无线传感器网络技术的应用,阐述了无线传感器网络的结构、分层模型和关键技术,将Zigbee技术应用于桥梁健康监测的无线传感器网络。对TI的基于Zigbee2006标准的协议栈Z-Stack进行了剖析。设计了适用于桥梁健康监测的网络拓扑结构,结合系统监测指标,给出基于Zigbee桥梁健康监测系统总体方案。