无线传感器网络数据传输可靠性研究综述

无线传感器网络在资源受限和环境因素影响下数据传输的可靠性较低,然而在国防军事、工业控制等应用领域中数据传输的可靠性是评价网络性能的重要指标.首先介绍了无线传感器网络可靠性的研究意义,从可靠性评估和可靠的数据传输技术两个方面介绍了近年来的研究成果,对这些成果进行了分类、比较,进一步展望了无线传感器网络可靠性未来的研究方向.     

无线传感器网络可靠性技术分析

由于无线传感器节点小体积、低功耗、有限资源等特色以及无线传感网络大规模、随机撒播、任务环境多变等特点,可靠性问题一直被视为制约无线传感器网络发展的重要因素。在分析其可靠性制约因素的基础上,调研提高无线传感器网络可靠性的研究方法,分别从节点以及网络两个方面介绍国内外主流的可靠性策略。调研无线传感器网络可靠性建模技术,提出可靠性建模技术的评价标准,从节点层次、网络层次分别概述其可靠性建模技术,并指出国内外对可靠性的研究所存在的问题以及无线传感器网络可靠性研究的发展前景。     

无线多跳网络可靠性评估方法研究

无线多跳网络的复杂性、动态性和移动性等特点,使传统网络可靠性评估方法不能直接迁移使用。针对无线多跳网络可靠性分析和量化等问题,对近年有关无线自组织网络、无线传感器网络和无线Mesh网络3种典型无线多跳网络可靠性研究按可靠性评估算法、网络可靠性协议、网络可靠性设计3个递进的层面分别进行了全方位剖析,并结合物联网应用环境,对无线多跳网络可靠性研究的发展趋势进行了展望。研究工作有助于指导网络设计,提升网络的可靠性及部署能力。     

工业无线传感器网络管理模式的研究

无线传感器网络的发展及其在工业领域的广泛应用,使得能源管理、路由管理等关键技术越来越受到人们的关注,但如何在网络内有效管理这些关键技术还有待进一步研究。借鉴有线网络中网络管理模式的定义,对无线传感器网络管理模式进行了分析,并制定了工业无线传感器网络管理模式的评价标准。最后对无线传感器网络管理模式的前景进行了展望。     

软件定义无线传感器网络研究综述

研究了分布式无线传感器网络在异构互连和资源管理等方面存在的问题,深入分析了软件定义网络与无线传感器网络结合的必要性,在总结大量软件定义无线传感器网络架构后,给出了通用架构,并对应用面、控制面和数据面进行了详细阐述.进一步,从异构互连、资源管理、可靠控制、网络安全这4个方面梳理出当前存在的挑战及相应关键技术,在此基础上,通过案例比较说明了软件定义无线传感器网络的优势和前景,并对未来研究工作进行了展望.     

二元决策图和故障树相融合的无线传感器网络可靠性分析

为了提高无线传感器分析网络可靠性,提出一种基于二元决策图和故障树相融合的无线传感器网络可靠分析方法;首先根据无线传感器网络拓扑结构建立了故障树模型,然后将无线传感器网络故障树转化为二元决策图结构,最后采用仿真实验分析了不同节点冗余度、不同跳数条件下无线传感器网络的可靠性;仿真结果表明,文章方法的分析结果可以帮助无线传感器网络性能的优化,可以提高无线传感器网络的可靠性.     

无线传感器网络的可靠性计算*

主要研究无线传感器网络的传输可靠性计算问题。针对传感器网络的特性,对无线传感器的节点和链路都有失败概率的情况,提出一种计算网络传输可靠性的分解算法,分析了算法的计算复杂性,并通过算例演示了算法的可行性。     

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．     

基于无线传感器网络的环境监测系统研究与设计

为了改善传统的环境监测系统因采用有线网络连接方式而导致的可靠性差、易受损、失效快等问题,引入无线传感器网络(WSN)技术,提出一种基于无线传感器网络的通用综合环境监测系统解决方案;通过对无线传感器网络特点和应用的研究,并参考环境监测系统的现状,结合无线传感器网络技术、嵌入式系统技术和网络通信技术研究和设计了一套适用于多种场合和环境的无线传感器网络环境监测系统;该系统不但有效地克服了传统系统的低可靠性问题,而且增加了新的监测功能,是一套完整、可行的系统。     

无线传感器网络简述

本文介绍了无线传感器网络的定义和结构,针对路由、能量、跨层设计及安全等无线传感器网络中的关键问题,分析了国内外研究发展的现状,指出了进一步研发的方向,并总结了无线传感器网络的典型应用.     

无线传感器网络多径路由协议综述

由于无线传感器网络不同于传统的自组织网络,已有自组织网络路由协议不能有效应用于传感器网络中.文献中已提出不少无线传感器网络路由协议,但这些协议大多针对单路径情况.当链路失效时,单径路由协议需要重新发现新的路由,从而会对传输延时、能耗和可靠性带来较大影响.采用多径路由协议可弥补单径路由协议的不足,有利于提高数据传输的可靠性和实现负载平衡.通过对目前文献中几种典型的多径路由协议的分析和比较,指出进一步研究中值得关注的问题.     

Secure and reliable clustering in wireless sensor networks: A critical survey

In the past few years, research interest has been increased towards wireless sensor networks (WSNs) and their application in both the military and civil domains. To support scalability in WSNs and increase network lifetime, nodes are often grouped into disjoint clusters. However, secure and reliable clustering, which is critical in WSNs deployed in hostile environments, has gained modest attention so far or has been limited only to fault tolerance. In this paper, we review the state-of-the-art of clustering protocols in WSNs with special emphasis on security and reliability issues. First, we define a taxonomy of security and reliability for cluster head election and clustering in WSNs. Then, we describe and analyze the most relevant secure and reliable clustering protocols. Finally, we propose countermeasures against typical attacks and show how they improve the discussed protocols.     

基于WSNs平台的Contiki通用移植方法研究

无线传感器网络（WSNs）目前已成为国内外备受关注的研究热点,作为一种新的信息获取和处理模式,WSNs已广泛应用于军事、医疗、环境监测等各个领域。而WSNs节点的存储能力和功耗成为目前设计人员面临的最大挑战。文中以此为出发点,研究比较了目前广泛采用的几种无线传感器网络操作系统（WSNsOS）的主要特点,选取小内存、低功耗,且易于移植的Contiki操作系统,对Contiki的系统架构及代码架构进行了深入分析;研究了基于WSNs平台移植Contiki的通用方法,并以微型传感路由器（MSR）作为测试平台,进行了Contiki移植的仿真测试,验证方法的可行性,一定程度上解决了文章提出的问题。     

FISDR:一种新的故障注入无线传感器网络性能评估系统

在无线传感器网络WSN中,可靠性和容错性是评价WSN稳定性的重要指标。在WSN的实际应用中常会发生很多故障(Fault)和干扰,采用故障注入FI技术可以向WSN人为地注入这些故障和干扰,通过观察注入故障后网络的反应来评价网络的可靠性和容错性,从而对网络机制进行改进来提高网络的可靠性和稳定性。本文提出的FISDR是一种采用故障注入的WSN性能评估系统,基于软件故障注入方法,采用一对一的方式通过特殊接口与WSN节点连接,向WSN节点注入故障命令。该系统一是可以有效地向WSN注入各种实际应用时可能遇到的故障和干扰并观察网络运行的状况;二是可以接收包括WSN节点和其它各种设备通过特殊接口发来的数据,并将其存储;三是配有上位机软件对网络拓扑结构进行监控、对传输成功率进行统计并对存储的大量信息进行分析,从而对WSN网络及其可靠性做出评价。本系统在一栋五层办公楼分别用数十个WSN节点和FISDR节点做实验,实验内容包括使用FISDR向WSN注入大规模的故障并统计网络的反应状况,验证FISDR故障注入的效果,从而对FISDR的性能进行测试和分析。实验结果表明,FISDR可以有效地向WSN注入各种故障以评价其可靠性,在测试WSN及其可靠性评价方面有很高的应用价值。     

对传感器网络定位技术现状的研究

随着学术界对无线传感器网络研究的不断深入,传感器网络节点的定位成为当前的热点。其中主要分为两种类型算法,分别为range-free和range-based。这两种类型的定位算法各有优势和不足之处。为了研究算法发展趋势,文中通过比较几种典型的定位算法,指出了各自的优缺点。最后指出了定位算法的发展趋势:range-based的定位算法比range-free的算法更适合传感器网络小型化、低成本化的需求,应该得到更大的发展。     

无线传感网中的安全问题

发展物联网已提升到我国国家战略的重要高度。无线传感网作为物联网的重要组成部分,随着其应用越来越广,其安全问题已成为关注的焦点。在介绍无线传感网特性的基础上,全面分析了无线传感网存在的安全问题,为无线传感网安全研究和应用指出了努力的方向。     

无线传感器网络定位技术研究进展

在无线传感器网络（WSNs）中,通过对节点的定位以确定事件发生的位置是WSNs需要具备的基本功能。介绍了WSNs定位技术的国内外研究现状,分析了静态传感器网络定位、移动信标节点定位和移动传感器网络定位的原理及方法,讨论了几种主要算法的优缺点,给出了移动传感器网络定位技术进一步研究的方向与面临的挑战。     

Enabling low bit-rate and reliable video surveillance over practical wireless sensor network

With the rapid development of hardware and embedded systems, wireless sensor networks (WSNs) are being developed for surveillance applications. While meriting more in-depth research and development, deploying a practical WSN for surveillance is challenging due to the limited power and bandwidth of the battery-operated sensor nodes. In this paper, we first propose an energy-efficient image transportation strategy through motion detection. In case of data delivery over long distance, this paper further investigates the use of cooperative communications to design a reliable image transmission scheme over WSN, and demonstrates its effectiveness in improving network reliability in wireless multimedia sensor networks.     

基于连通支配集的无线传感器网络洪泛协议

无线传感器网络WSNs在医疗、工业等诸多领域有着重要的应用。WSNs通常由大量的传感器节点组成,这些节点在许多应用中依赖于有限的电源,因此提高无线传感器网络的能效成为研究领域一项重要课题。网络洪泛作为无线传感器网络中的一项基本服务,具有信息可以在整个网络中快速、可靠地分布的优点。然而,由于网络中存在大量冗余传输,网络洪泛的能量效率较低。利用连接支配集CDS,通过减少传输量来提高网络洪泛的能源效率,提出了基于连通支配集的洪泛协议锥(CONE),在洪泛过程中,CONE禁止未在CDS中的节点重播数据包。通过模拟仿真实验评估了CONE的性能,并与基线协议进行了比较。实验结果表明,洪泛协议锥(CONE)提高了网络洪泛端到端的可靠性,降低了网络洪泛的占空比,能有效降低平均能耗。     

A statistical analysis of interference and effective deployment strategies for facility-specific wireless sensor networks

Sensors are essential to industrial automation as they provide vital links between control systems and the physical world. Recently, wireless sensor networks (WSNs) attract more attention as they become feasible solutions for facility management. Unlike simulated environments, however, there are challenges in developing reliable WSNs for monitoring real facilities, including reduced accuracy, reliability and performance due to unpredictable interferences. This paper investigates deployment of automation facility-specific WSNs, called facility sensor networks (FSNs). First, interferences at multiple sensing nodes are analyzed to see if FSNs are vulnerable to interference. Second, interference sources are identified by applying statistical methods to collected data, in order to find the appropriate FSN configuration. Finally, an interference model is proposed to obtain optimal deployment strategies that minimize influence of interference. The strategy yields the lowest interference level compared to others. The results also suggest the appropriate number of sensors to be deployed.