无线传感器网络连通性研究

为优化无线传感器网络的配置参数,减少网络拓扑结构变化次数,需对其组网算法和连通性问题进行研究。从概率论角度出发研究了网络参数之间的关系,在分析了节点连通度概率分布模型后,推导出了节点通信半径、节点个数、监测区域、连通度之间的关系,并在此基础上给出了一种连通性好且节能的无线传感器网络组网算法。通过仿真实验对算法进行验证,实验结果表明使用该方法组建的无线传感器网络连通性好,有很好的应用前景。     

无线传感器网络k点连通可靠性的研究

无线传感器网络的出现引起了人们的广泛关注,由于无线传感器网络的节点不是预先定位而是随机撒放,那么如何保证一定区域内的传感器节点在满足连通可靠性要求的情况下连结成一张网络?而若干次随机抛撒所形成网络的连通度的平均值与网络的节点个数、节点的通讯半径之间又有何关系?通过计算机仿真模拟试验,给出了网络的k(k>0)连通度概率分布曲线;引入了连通度的数学期望概念来描述若干次抛撒所形成网络的连通度k的平均值,给出了其随网络节点个数、节点通讯半径变化的回归方程;给出了无线传感器网络k点连通概率曲线和3点连通的经验公式;分析了边界节点对网络连通度的影响.这些对无线传感器网络节点个数和节点通讯半径的选择、系统冗余设计等都具有重要的指导意义或参考价值.     

无线传感器网络的连通模型

针对无线传感器网络连通性研究中缺乏数学模型的问题,在对网络节点的连通关系进行数学描述的基础上,提出一种无线传感器网络的连通模型,模型将单个节点的状态信息表示为一个向量,包含节点的工作状态、位置状态、能量状态及节点之间连通关系信息,整个网络表示为由各节点状态向量组成的矩阵.通过举例说明了模型在分析网络连通拓扑结构和网络通讯能量控制问题上的适用性.该模型的提出为从数学角度描述和评估无线传感器网络的连通性能提供了一个平台.关     

无线传感器网络的连通性问题研究

无线传感器网络的初始配置最优可以减少传感器网络的拓扑变化和降低网络重置的能量消耗.对初始均匀随机分布的无线传感器网络的连通性进行了研究.运用覆盖理论给出了传感器节点的连通度概率分布模型,并在此模型基础上推导出传感器节点的通信半径与期望连通度概率最大之间的关系.仿真结果表明了结论的正确性.     

一种改进的无线传感器网络节点部署方案

现有的无线传感器网络节点部署方案需要额外探测和修复边界上的覆盖空洞,增加了网络部署的成本,且节点分布不均匀.为此,提出一种改进的节点部署方案.通过边界部署保证边界上的完全覆盖和连通,在感应区域内生成一个新的凸多边形区域,在新区域上递归调用边界部署算法,直到整个感应区域被完全覆盖.理论分析和仿真实验结果表明,该方案能够保证网络的1-连通性和完全覆盖,消除任务区域存在的边界效应,在部署节点个数和可扩展性方面均优于已有的部署方案.     

矿井巷道无线传感器网络连通性研究

连通问题是构建无线传感器网络时需要解决的首要问题。以矿井巷道为背景,介绍了节点按矩形、等腰三角形和线形排列的三种无线传感器网络结构。运用几何分析的方法,研究了节点通信半径和感应半径比值为任意的情况下三种网络结构的连通性,得出了网络要达到2、3连通时节点通信半径和感应半径的代数关系。并从网络连通度、系统生命周期和网络效率三个角度对网络性能进行仿真。仿真实验表明,在相同部署区域,矩形网络在达到网络连通性要求的情况下,更能有效利用节点资源,延长网络生命周期。     

移动无线传感器网络连通性自主恢复算法

无线传感器网络(WSNs)中关键节点故障会将网络分割成多个不连通的分区,给网络性能带来严重影响.而无线传感器网络往往布置在人工难以干预的偏僻恶劣环境中,网络连通性的自主恢复尤其重要.提出一种自主网络分区检测和连通性恢复(APDCR)策略,容忍无线传感器网络中关键节点的故障.APDCR首先基于1跳邻居和部分2跳邻居信息提出一种新的关键节点识别算法,然后给出关键节点的备用节点的选取算法和网络连通性恢复算法,最后扩展算法处理两个节点同时故障时网络不连通问题(2-APDCR).模拟实验结果表明了算法APDCR的有效性.     

异构无线传感器网络中覆盖度和连通度的研究

覆盖度和连通度研究是无线传感器网络中的关键问题。以往研究背景为同构无线传感器网络,这样可以简化问题,但随着问题的深入,不得不考虑异构节点覆盖。系统地对异构无线传感器网络进行了分类,提出了感知异构和通信异构结合的无线传感器网络下的异构节点感知模型,其次分析了两类异构节点之间的覆盖度的计算,最后分析了异构网络的单连通和重连通。此外实现了大量的仿真实验,得出了节点数量和单连通、重连通的概率曲线。     

新颖的无线传感器网络组网算法

为有效解决无线传感器网络的网络维护困难性问题,研究性能更好的网络组网算法是一种有效的解决手段．本文给出了无线传感器网络体系结构模型及其连通性定义,在此基础上本文提出了一个具有网络连通性能好的无线传感器网络组网算法并进行了仿真分析,由该算法构成的无线传感器网络不仅具有连通性能好,而且具有保护网络节点能量和控制网络功率的优良特点,所以在传感器网络实际应用中有着光明的前景．     

无线传感器网络拓扑连通性与稀疏性研究

连通性与稀疏性是无线传感器网络的重要拓扑属性,针对良好的网络拓扑既要保证连通又要适当降低连边密度的问题,首先分析了网络连通概率的相变特性,发现存在临界传输半径,在此临界值周围网络连通概率会发生0-1相变.其次,在网络以较小的传输半径保持连通的情况下,以度和介数作为衡量节点重要性的指标,提出了稀疏网络拓扑优化算法,通过适...     

基于虚拟力的自组织覆盖算法

针对随机部署的无线传感器节点,提出一种基于虚拟力的自组织覆盖算法。将排斥力、引力、边界约束力这3种虚拟力作用于网络中的每个节点,使聚集在一起的节点分散开,引入节点间距离的阈值、边界节点与边界距离的阈值实现对感兴趣区域的最大覆盖。实验结果表明,该算法在保证连通性的基础上有效扩大了覆盖区域,具有较强实用性。     

基于S3C2440的无线传感器网络汇聚节点设计

分析了无线传感器网络中汇聚节点的特点和功能,结合S3C2440处理器特点和Linux强大的任务管理与网络通信能力,提出了一种基于嵌入式Linux的无线传感器网络汇聚节点的设计方案。该汇聚节点适用于基于IEEE 802.15.4标准的ZigBee通信协议的无线传感器网络,通过多种网络通信接口与管理节点通信,并且具备网络状态监测和自动切换功能,很好的满足了汇聚节点的功能要求。     

WSN中入侵节点检测的节点测距方法

提出基于节点测距的无线传感器网络（WSN）入侵节点检测算法,用于检测无线传感器网络中是否存在外来的伪造节点。该算法运用节点自身的各种传感器进行节点间测距,通过综合分析测距结果保证该算法能成功检测到网络中存在的伪造节点,检测中不需要网络同步时钟和节点位置信息。该算法可适用于不同规模、不同应用的无线传感器网络。通过理论分析和仿真实验验证了该算法在无线传感器网络节点攻击检测中的有效性和可行性。     

基于SVM分类区域的传感器网络节点自定位算法

针对无线传感器网络(WSN)低成本、低功耗的要求,提出了一种基于支持向量机(SVM)分类区域的距离无关的定位算法,首先SVM通过对训练数据的学习构造一个二叉决策树分类器,然后该分类器将未知节点的位置确定在某一分类区域中,最后取这一区域的中心作为节点的估计位置。该算法仅仅需要网络连通性信息（即跳数）,降低了网络成本和通信负荷。仿真表明该算法在保证一定的定位精度下,有效减轻了覆盖漏洞和边缘问题。     

基于模拟退火算法的传感器网络聚类方案

针对传感器网络聚类间能耗负载不均衡而引发的“能量热点”问题,提出一种在节点随机分布情况下构建能量负载均衡的聚类方法。网络中高于平均能量的节点率先成为候选首领,候选首领根据剩余能量、节点连通度以及当选首领的总时间来竞争聚首,普通节点首先依据信号强弱选择加入聚类,然后借鉴模拟退火算法动态调整所拥有的成员节点,直到所有聚类的能耗状态趋近均衡。仿真表明,与基于均匀分布假设的聚类方案相比,新方案具有能耗负载更均衡的聚类和更长的生命周期。     

WSN中基于簇的Sybil攻击防御机制

提出一种基于簇的平面Merkle哈希树的Sybil攻击防御机制。将网络分成簇,单个簇内的节点维护一棵Merkle哈希树,利用Merkle哈希树生成密钥。理论分析与模拟实验证明,该机制具有较高的安全连通性和较低的能耗,有较长的网络生命周期和较短的认证时延。     

WSN中基于可调感知半径的节点睡眠算法

讨论在无线传感器网络中节点的感知半径可调的情况下,如何合理设计节点的拓扑结构,实现网络的能量负载均衡、延长网络的生存周期。在保证覆盖和连通的前提下,分析当感知半径可调时节点的分布特征和拓扑结构,并对现有的冗余节点移除算法进行改进,提出一种自适应调节感知半径冗余节点睡眠算法(AASRS)。实验结果表明,该算法可以提高网络的能量负载均衡水平,并能最大化节点的感知覆盖区域,且使用的活动节点较少。     

基于TinyOS操作系统的无线传感器网络自组网研究

介绍了一种实用的无线传感器网络自组网的实现方法.以无线传感器的研究背景和应用方向为出发点,为实现随机分布的节点之间可以自由通信并发送数据到基栈的功能,通过对TinyOS操作系统,编程语言特点以及软件系统结构的研究,建立其自组网的设计方案,并给出在硬件平台上实现自组网的实验结果.实验结果验证了算法的可行性.     

基于网格部署模型的WSN密钥分配方案

针对现有密钥预分配方案中网络连通性差、存储开销大、节点抗攻击能力不强等问题,提出一种基于网格部署模型的无线传感器网络密钥分配方案。该方案将部署区域划分为相互不重叠的六边形网格,为每个网格分配多个不同的密钥空间,且使任意相邻的网格之间仅共享一个密钥空间。根据节点的部署信息和已知的区域信息为其分配密钥信息,从存储开销、网络连通性和安全性方面对方案进行性能分析。实验结果表明,与已有密钥分配方案相比,该方案的网络连通率为1,不仅能降低节点内存需求,而且增强了无线传感器网络中节点抗随机攻击和区域攻击的能力。