一种新的异构无线传感网覆盖优化算法

针对异构传感器节点在网络初期部署中产生大量覆盖面积冗余的问题，结合相关几何图形知识，以提高网络覆盖率、改善节点分布均匀度为优化目标，提出一种基于节点定向移动来减少节点两两之间覆盖冗余面积的网络覆盖优化算法。算法预先设立判定门限，通过判定两两节点之间覆盖冗余面积与设定门限的大小关系，对节点实施有向性偏移，逐一减少节点之间的覆盖冗余面积。理论分析与实验仿真证明，该算法能够有效提高异构传感器网络部署中的覆盖率，优化节点分布均匀度将近8.7，尤其在大型传感器网络的节点部署中具有极强实用性。     

基于网格点覆盖模型的高效传感器网络节点配置算法

节点配置问题是传感器网络研究的关键问题.在DhillonS.S.的模型化方法基础上,完成了两种改进的高效节点配置算法.以最少化传感器数目为目标,通过减少局部冗余、优化整体性能以及考虑传感器检测范围的有限性,修改算法的初始化模型等方法,对现有的传感器节点配置算法进行了改进.通过仿真分析,充分验证了两种模型的可行性与性能的优越性.     

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.     

基于概率模型的无线传感器网络优化覆盖算法

为了更好地解决无线传感器网络在覆盖过程中出现大量冗余信息及节点能量消耗不均衡等现象,提出了一种节点能量均衡的最优覆盖算法。该算法利用监测区域内传感器节点与目标节点的从属关系建立网络模型,给出传感器节点与目标节点之间的从属关系;通过从属关系和概率理论,求解传感器节点对目标节点的覆盖期望值,然后计算出覆盖监测区域所需最少传感器节点数量。实验结果表明,该算法不仅可以使用最少传感器节点完成对监测区域的有效覆盖,而且抵制了冗余信息数据的产生,提高了网络生存周期。     

无线传感器网络冗余节点休眠调度算法

提出一种冗余节点休眠调度算法来延长网络生命周期。调度过程中重点考虑两方面问题：一是采取策略防止大量节点同时从工作状态转入休眠状态以防止大量盲区同时产生;二是根据邻居表中节点的工作邻居数量,判定节点是否处于网络边界,对边界节点和内部节点采用不同的调度策略,防止边界收缩。仿真结果表明,算法能有效延长无线传感器网络的生命周期。     

基于冗余节点休眠和分阶段唤醒策略的传感器网络三维覆盖控制方法

该文针对无线传感器网络中节点能量有限且密集布点时存在大量冗余节点的情况,提出了基于冗余节点休眠和分阶段唤醒策略的无线传感器网络3维覆盖控制方法。在3维待监测区域中随机配置大量传感器节点,达到高密度分布,使冗余节点处于休眠状态,等待活跃节点能量耗尽之后,分阶段唤醒休眠节点,直至整个传感器网络中所有节点的能量都耗尽为止。仿真结果表明,该方法提高了传感器网络的网络性能,且对相同的传感器节点数,分阶段唤醒策略优于不分阶段的唤醒策略,先使冗余节点休眠之后再唤醒方法的网络性能高于直接唤醒方法的网络性能。     

基于节点调度策略的能量有效覆盖算法

对监测区域进行有效地覆盖以及最大限度延长网络生存周期是无线传感器网络研究的重点课题之一。为此,提出了一种基于节点调度策略的能量有效覆盖算法,该算法通过泊松分布模型构造节点概率密度公式,依照节点密度公式对所关注的目标进行有效覆盖;另一方面,通过节点自身状态调度机制更新以及对邻居节点进行匹配调度的动态转换,使得传感器节点剩余能量与节点消耗能量趋于平衡,从而达到延长网络生存周期。仿真实验结果表明,该算法可实现对监测区域的有效覆盖,同时优化了网络资源的配置,延长了网络生存周期。     

监测无线传感器网络休眠调度算法

休眠调度设计是无线传感器网络一种重要的通信节能方法。针对监测典型应用,为了实现长时间的监测应用要求,充分利用冗余部署提供的能量资源,提出了一种能量相关的分布式自适应休眠调度算法。算法利用极大独立集构建思想,结合节点层次级别、实时的能量消耗、连通度等信息动态选择连通支配节点集作为网络骨干,使得网络活跃节点数量最小化。仿真试验分析表明,算法能够有效地利用冗余节点提供的能量资源,扩展了网络的生命周期。     

改进的自适应物联网技术节能优化控制仿真

研究异构传感网节能优化拓扑控制优化问题.在异构传感器网络中,每个传感器节点普遍存在初始能量异构,节点在无线通信过程中通信链路异构等异构现象.为了延长网络的生存期,提出一种自适应优化异构无线传感器网络拓扑结构控制算法.算法主要难点技术问题在于对参数E的选择控制问题.该算法基于传输数据跳数和相邻传感器之间通信距离,依据相似三角形几何原理,结合具体应用场景对传感器节点的分簇、成簇等操作进行自适应优化控制.仿真实验表明,改进的算法可以高效控制给定数据采集监测区域所有节点的网络拓扑同时极大地延长了异构传感网的生命周期.     

无线传感器网络的通信调度算法研究综述

通信调度是无线传感器网络中最基础且重要的问题之一,决定了无线传感器网络的可行性及性能,因此引起了国内外学者的广泛关注.通过对网络中传感器节点的调度,使其高效协作地完成网络中的监测、计算等任务.主要包括广播调度问题、数据收集调度问题、以及数据聚集调度问题.本文对现有无线传感器网的通信调度算法进行了性能比较分析.     

Coverage based inter cluster communication for load balancing in heterogeneous wireless sensor networks

Effective energy management in heterogeneous wireless sensor networks is more challenging issue compared to homogeneous wireless sensor networks. Much of the existing research focuses on homogeneous wireless sensor networks. The energy conservation schemes for the homogeneous wireless sensor networks do not perform efficiently when applied to heterogeneous wireless sensor networks. The proposed algorithm in this paper exploits the redundancy properties of the wireless sensor networks and also changes the inter cluster communication pattern depending on the energy condition of the high energy nodes during the life cycle of the heterogeneous wireless sensor networks. Performance studies indicate that the proposed algorithm effectively solves the problem of load balancing across the network and is more energy efficient compared to multi hop versions of the standard low energy adaptive clustering hierarchy protocol.     

Broadcasting with Controlled Redundancy and Improved Localization in Wireless Sensor Networks

Wireless sensor networks （WSNs） consist of sensor nodes that broadcast a message within a network. Efficient broadcasting is a key requirement in sensor networks and has been a focal point of research over the last few years. There are many challenging tasks in the network, including redundancy control and sensor node localization that mainly depend on broadcasting. In this paper, we propose a broadcasting algorithm to control redundancy and improve localization （BACRIL） in WSNs. The proposed algorithm incorporates the benefits of the gossip protocol for optimizing message broadcasting within the network. Simulation results show a controlled level of redundancy, which is up to 57.6% if the number of sensor nodes deployed in a 500 m×500 m area are increased from 50 to 500.     

基于节点休眠的水下无线传感器网络覆盖保持分簇算法

为有效延长水下无线传感器网络的生命周期、保持网络覆盖率,该文提出一种基于节点休眠的覆盖保持分簇算法。首先计算网络节点的覆盖冗余度,并对覆盖冗余度高的节点执行休眠策略,然后以网络覆盖率及节点能耗均衡性为目标,采用多目标算法进行求解,再利用TOPSIS法从非支配解集中选出较优解,当有节点死亡时,通过唤醒策略保持网络覆盖率。仿真结果表明,与目前较好的网络规划算法相比,该文算法能够更好地降低网络能耗,延长网络生命周期并保持网络对环境的覆盖率。     

基于多簇点简化的K容错能量均衡拓扑控制方案

针对异构监测传感器网络结构,设计了一个容错拓扑控制方案,在可以减少网络冗余的同时,兼顾了网络的稳定性,并且保证生成拓扑具有最小的能量消耗。该方案首先将异构监测传感器网络简化为同构传感器网络以简化计算,然后根据节点的位置信息,建立各监测节点到簇节点的能量消耗最小,并且可以保证K容错的K连通子图。该方案在保证传感器网络K连通的前提下,可以最大限度减少传感器网络中的冗余路径,且可以较好地均衡无线传感器网络能耗,延长网络生命周期。     

PFARS: Enhancing throughput and lifetime of heterogeneous WSNs through power‐aware fusion,aggregation, and routing scheme

Heterogeneous wireless sensor networks (WSNs) consist of resource‐starving nodes that face a challenging task of handling various issues such as data redundancy, data fusion, congestion control, and energy efficiency. In these networks, data fusion algorithms process the raw data generated by a sensor node in an energy‐efficient manner to reduce redundancy, improve accuracy, and enhance the network lifetime. In literature, these issues are addressed individually, and most of the proposed solutions are either application‐specific or too complex that make their implementation unrealistic, specifically, in a resource‐constrained environment. In this paper, we propose a novel node‐level data fusion algorithm for heterogeneous WSNs to detect noisy data and replace them with highly refined data. To minimize the amount of transmitted data, a hybrid data aggregation algorithm is proposed that performs in‐network processing while preserving the reliability of gathered data. This combination of data fusion and data aggregation algorithms effectively handle the aforementioned issues by ensuring an efficient utilization of the available resources. Apart from fusion and aggregation, a biased traffic distribution algorithm is introduced that considerably increases the overall lifetime of heterogeneous WSNs. The proposed algorithm performs the tedious task of traffic distribution according to the network's statistics, ie, the residual energy of neighboring nodes and their importance from a network's connectivity perspective. All our proposed algorithms were tested on a real‐time dataset obtained through our deployed heterogeneous WSN in an orange orchard and also on publicly available benchmark datasets. Experimental results verify that our proposed algorithms outperform the existing approaches in terms of various performance metrics such as throughput, lifetime, data accuracy, computational time, and delay.     

一种适用于唤醒机制的异构传感器网络节点协同唤醒路由算法

基于定向扩散算法,本文提出一种适用于唤醒机制的异构传感器网络节点协同唤醒路由算法(CWR,Cooperative Wake-up Ruting),就近选取低能耗节点代替高能耗节点进行多级扩散,增加路由替换和路由修补两个步骤建立低能耗节点到相应高能耗节点的路由信息,为异构传感器网络中唤醒实现提供必要的网络拓扑基础.仿真实验表明本文算法在支持唤醒机制实现过程中的节能特性.     

无线传感器网络自适应目标跟踪节点调度算法

在无线传感器网络中,设计合理的节点调度算法是提高网络感知能力、降低系统能耗的关键。在分析节点能耗模型的基础上,针对移动目标跟踪型网络应用,提出一种高能效的无线传感器网络自适应节点调度算法ANSTT。该算法根据节点对移动目标的感知能力,以及节点的相对剩余能量水平,自动调整节点工作模式。仿真实验表明,ANSTT算法在维持低感知延时、高目标感知率的同时,可有效降低系统能耗,延长网络寿命。     

无线传感器网络模糊逻辑分簇路由协议

在无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）中,LEACH协议通过概率模型来选举簇头,由于没有考虑到传感器节点的分布情况和能量剩余等信息,可能会使得部分节点过早死亡.针对这一问题,提出基于模糊逻辑的分簇路由协议（DFLCP）.在预选簇头阶段,根据节点剩余能量等信息利用模糊逻辑计算出节点的竞争半径,使得簇头分布相对均匀;在簇头选举阶段,通过模糊逻辑确定节点成为簇头的概率.仿真结果表明：DFLCP协议可有效控制簇头节点的分布密度和簇的半径,均衡网络负载,延长节点平均生存时间.