基于马尔可夫链的无线传感器网络分布式调度方法

能量效率是无线传感器网络(Wireless sensor network, WSN)研究中的核心问题之一. 当节点采用电池供电时, 有限的能量限制了网络的生存周期, 从而对无线传感器网络的大规模应用提出了挑战. 本文基于马尔可夫链, 提出了一种实用的、协作分布式的调度方法, 并从理论上证明了该方法的收敛性. 该方法不仅可对节点的休眠/唤醒进行调度, 还可以对节点数据发送进行调度以减少数据冲突的发生. 仿真实验结果表明, 该方法能够有效地减少节点能量的消耗, 且对其他网络性能的影响较小.     

基于线性规划的WSN最大工作寿命之节点调度

由于传感器节点能量受限,如何延长WSN的工作寿命是一重大挑战.提出了一种最大化WSN工作寿命的节点调度策略.首先使用线性规划方法计算网络的最大工作寿命,然后通过求负载矩阵、分解负载矩阵成调度矩阵序列和求传感器监控树,得到从活跃传感器节点到基站的优化节点调度.提出的策略从全局角度综合考虑传感器到基站的通信代价,优化了WSN中的节点调度,获得了WSN的最大工作寿命.仿真结果表明提出方法能有效延长WSN的工作寿命.     

基于移动WSN目标追踪算法

水下移动无线传感器网络是追踪水下目标的重要手段,由于水下环境复杂,传感器节点会因为损坏或能量耗尽等问题脱离WSN网络,造成目标追踪困难。针对该问题,在拓扑熵理论基础上建立移动WSN目标追踪算法模型,利用拓扑熵对空间中点集拓扑关系描述移动WSN节点的部署情况。当有节点脱网后,通过不断计算拓扑熵值的变化合理调度节点移动,实现节点移动过程中的分布式自适应部署。仿真结果表明,在传感器节点损耗的情况下,提出算法和现有WSN目标追踪方法相比,在优化移动传感器网络的部署和目标追踪方面,具有更高的算法性能和效率。     

异构传感网中基于组合指派编码模型的节点调度算法

针对感知半径异构无线传感器网络(WSN)中的节点调度问题,提出了一种基于组合指派编码模型的分布式节点调度算法。首先确定最大可能的组个数;然后基于两跳簇概念进行分布式分簇;最后对每个簇中的节点采用组合指派编码模型分布式调度到不同的组中。理论分析与仿真实验表明,与已有基于随机方式与两跳簇方式的调度算法相比,所提算法能更有效地延长网络的生命周期,因此更加适合感知半径异构无线传感器网络环境。     

无线传感器网络操作系统TinyOS的研究

无线传感器网络（Wireless Sensor Network,简称WSN）综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络、无线通信技术及分布式信息处理技术。本文介绍了无线传感器网络及无线传感器网络操作系统的特点,分析了具有代表性的无线传感器网络操作系统TinyOS,最后指出TinyOS调度策略的不足,提出一点改进的意见。     

一种具有信元保序能力的Clos网络分布式调度算法

分组交换三级Clos网络信元调度算法可分为集中式和分布式两种实现方式.分布式调度具有良好的可扩展性,适于在高速大容量环境中应用.然而由于分布式调度会带来同一分组各个信元间的乱序问题,给其实现带来困难.该文提出了一种具有信元保序能力的三级Clos网络分布式调度算法.该算法包括第一级的均匀负载分配、中间级的并行调度和第三级的按序输出调度三部分.文中对算法的性能进行了严格的理论证明和相关的仿真分析,表明该算法可以很好地解决传统分布式调度中的信元乱序问题,具有良好的性价比.     

基于故障定位集的无线传感器网络故障检测

由于无线传感器网络(WSN)节点的位置分布广,网络出现故障后如何进行故障检测以实现功能的恢复显得尤其困难,因此,探索快速有效的网络故障检测方法对于大规模WSN的可靠应用很有必要;基于最小故障定位集,提出了一种新的故障定位和故障检测方法;该方法在WSN分布式结构模型基础上,将网络节点与节点间的连接关系以图的方式进行描述,利用最短路径分析方法,来对WSN中出现的故障进行定位和检测;应用分析表明,该算法可以快速有效实现WSN故障定位与检测.     

智能建筑室内环境分布式可计算WSN任务调度研究

针对智能建筑室内环境下并行计算的动态任务调度问题,构建了基于分布式CPS思想的无线传感器网络(WSN)模型,并分别设计了基于可计算复杂性的任务分配策略和基于动态调度算法的任务调度策略。通过先将任务分配成若干个子任务,采用多带图灵机输入任务,由合适的计算节点进行计算,形成有向无环图,再按调度优先级排列任务,形成任务调度序列表,依序处理任务,从而达到了将任务分配、调度和执行相结合的目的。实验结果表明该策略可有效减少智能建筑室内环境分布式可计算WSN分布运行时任务之间的通讯时间和等待时间,同时提高了任务调度的成功率,最终优化系统的运行效率。     

基于ICP的机载FC网络性能评测

综合核心处理机(ICP)作为航空电子系统的核心处理单元,其网络性能直接影响整个航空电子系统的综合性能.为了改进ICP软硬件设计,提高ICP系统的整体性能,解决分布式计算机系统通信效率问题,针对某型飞机ICP的统一FC网络的性能展开测评,在确定了平均传输率和平均传输时延的前提下,搭建测试环境,在单接口测试的基础上提出了广播式传输测试和有负载的多对并发测试,采用优先级队列调度和加权轮询调度算法相结合的调度算法.通过在拓扑模型上进行实验,模拟ICP工作环境下FC网络的性能,并对测试结果进行了分析,给出了ICP互联网络综合评价方法,为IMA航空电子系统的整体性能改进提供了帮助.     

面向移动目标追踪的无线传感器网络QoS指标体系设计

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)中服务质量(Quality of Service,QoS)的控制目的在于缩减受限资源的开销,它能够最大程度地提高网络的整体性能,延长网络寿命.针对WSN的QoS设计与评价体系因其庞杂的应用场景而难以统一.文中面向移动目标追踪这类特定的应用场合,讨论WSN的QoS指标体系设计.在WSN框架内,现有的面向移动目标追踪的研究更多的是把关注和改进的焦点放在定位和预测的精度上,忽视了由追踪任务本质属性决定的多项必然QoS要求之间的耦合与权衡,单一、片面强调精度的QoS分析对于复杂动态的网络系统来说是欠全面的.文中将基于WSN的移动目标追踪事件按照信息流顺序及数据处理特点,划分成4个任务模块:节点部署、节点选择、数据传输和分布式协作处理算法,并在综合3项QoS指标(即精度、时延、网络生存寿命)的总框架下,依次对各个任务模块中的映射QoS分指标及其支撑架构和现有协议进行阐述,并由此提出基于反馈和跨层设计的QoS保障机制.     

无线传感器网络安全认证方案综述

安全认证是无线传感器网络中关键安全技术之一,如何确保无线传感器网络中通信双方身份的真实性是无线传感器网络的一个研究重点.论文从基于对称密码体制、非对称密码体制的认证方案、分布式认证方案、单向散列函数的认证方案、零知识证明的认证方案等方面出发,对典型的无线传感器网络认证方案进行了总结归纳,并指出了每类方案优点与不足,最后对无线传感器网络中安全认证方案的研究热点进行了展望.     

移动低占空比无线传感网中数据收集的研究进展

移动低占空比无线传感网(Mobile Low-duty-cycle Wireless Sensor Networks,MLDC-WSN)是一种新型的传感器网络,它能克服传统无线传感网络(WSN)中仅考虑静态网络、网络能耗大等问题。但是,MLDC-WSN的新特性给数据收集应用带来了新的挑战,例如:移动性会导致网络拓扑结构不断改变,造成网络连通性不稳定;节点的苏醒时间短,造成通信延迟大。针对MLDC-WSN中数据收集的研究现状进行了分析和对比,分别从节点移动性管理、节点睡眠调度、数据收集协议等3个方面进行了综述。此外,还总结了该领域中待解决的重要科学问题,并对未来的研究方向进行了展望。     

有源传感网络中目标跟踪的传感器调度方法

Wireless sensor network (WSN) of active sensors suffers from serious inter-sensor interference (ISI) and imposes new design and implementation challenges. In this paper, based on the ultrasonic sensor network, two time-division based distributed sensor scheduling schemes are proposed to deal with ISI by scheduling sensors periodically and adaptively respectively. Extended Kalman filter (EKF) is used as the tracking algorithm in distributed manner. Simulation results show that the adaptive sensor scheduling scheme can achieve superior tracking accuracy with faster tracking convergence speed.     

无线传感器网络中密钥管理机制约束因素研究

无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式技术、分布式信息处理技术和无线通信技术,广泛应用于军事、工业、医疗、交通等诸多方面。安全问题是重要的问题,在无线传感器网络中,安全管理最核心的问题就是密钥的管理。在介绍无线传感器网络基本概念、特征基础上,结合密钥管理技术,阐述了网络影响密钥管理机制执行的约束因素,并给出研究适用于传感器网络密钥管理机制的研究思路。     

RFID与WSN技术融合理论研究

RFID与WSN在技术起源上相对独立,两者的混合使用问题很少被考虑。文章首先对RFID与WSN的三种融合方式进行了阐述,并给出了各种融合方式下的典型结构;其次论述了融合过程中所要应用的路由、中间件以及数据融合等关键技术,给出了RFID与WSN两者融合形成的WSID网络;最后对WSID网络的发展方向进行了总结,以期为进一步的研究奠定基础。     

无线传感器网络节点分布式信息融合算法研究

节省能耗和延长网络寿命是无线传感器网络研究的核心课题之一,国内外在节点放置、路由策略方面有大量研究,通过密度控制、分级簇等路由算法减少数据冗余。通过信息融合算法减少有效数据传输量是延长网络节点寿命的有效途径,并就此进行具体研究,提出了三种典型的分布式信息融合算法,即系数加权融合、无反馈的Kalman融合滤波及有反馈的Kalman融合滤波,并对其在805.12.4/ZigBee温度测量网络应用层协议中进行实现,最后通过运算数据结果对三种算法进行了比较分析及有效性、局限性总结。     

多逻辑链路中反馈信息共享令牌流量调度算法

流量调度的目标是提高网络资源的利用率,改善网络应用的性能,目前,国内外已经有大量的流量调度算法研究工作,但是这些算法不能很好地适应宽带接入中多逻辑链路的动态性、实时性、分布性等特点。针对多逻辑链路环境下流量调度机制存在的问题,分析了链路间流量调度特点,设计一种共享令牌缓冲池流量调度模型,提出一种基于反馈信息的共享令牌流量调度算法,该算法根据令牌缓冲池中可用令牌的资源信息对多逻辑链路流量进行反馈调度。实验结果表明,该算法可以有效地减少链路访问延时,而且链路流量的平滑性、吞吐率等都比其他传统调度算法要好。