WSN低功耗低时延路径式协同计算方法

针对云计算应用于无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)时延敏感型业务时存在的高传输时延问题,提出了一种WSN低功耗低时延路径式协同计算方法。该方法基于一种云雾网络架构开展研究,该架构利用汇聚节点组成雾计算层;在数据传输过程中基于雾计算层的计算能力分步骤完成任务计算,降低任务处理时延;由于汇聚节点计算能力较弱,时延降低将导致能耗增加,WSN工作寿命减短,为此提出能耗约束下的任务映射策略,并利用离散二进制粒子群优化(Binary Particle Swarm Optimization,BPSO)算法解决能耗约束下的时延优化问题。仿真结果表明,在相同的能耗约束下,对比其他算法,基于BPSO算法得出的映射方案能有效降低业务处理时延,满足时延敏感型业务的需求。     

基于移动锚节点的无线传感器网络圆心定位

文章提出了一种利用无线传感器网络无线信号接收强度（RSSI）和移动锚节点轨迹来获得待定节点位置的算法。该算法在有多个可移动锚节点的情况下,定位将会更加高效。在定位阶段,通过RSSI测得锚节点到待定节点的距离,并利用三个以上移动锚节点的坐标（包括三个）来求解圆的方程,计算出待定节点的位置。     

物联网热点问题研究

从物联网的定义出发,引出了物联网感知层研究中亟待解决的若干问题。"物联网"的"物"体现在对物体信息的感知,这可由无线传感网和RFID技术实现,属于感知层研究的内容。对于无线传感网来说,目前需要解决的问题包括能量的获取与控制,这可以从增加能量供应和控制能量消耗两方面进行研究,其热点研究方向有超级电容、无线供电、功耗控制等;无线传感器的自动组网技术包括Ad hoc网络和ZigBee协议研究两个热点方向,分别对应不同的应用场景。对于RFID来说,亟待解决的问题包括天线设计、声表面波技术、碰撞算法等,此外,文中还在感知层研究中研究了一些共性的问题,如电磁波传播特性、节点定位、超宽带技术、网络安全等。     

物联网技术于人文艺术之应用

近年来,物联网(Internet of Things,IoT)产业受到许多的关注,世界各国均视其为潜在无限商机的高科技产业,并投入大量的资源从事研发与推广。由于物联网的应用非常广泛,且透过物联网技术人类得以提升生活质量,让生活更加便利,因此,本论文首先简介物联网的背景及应用,并介绍其基本概念与架构。接着,本论文以「无线感测真菌人文树道」为例,针对物联网技术应用于人文艺术领域进行说明,并详细叙述其所使用到之各项软件、韧体及硬件技术,透过真菌的感测、无线通信及异质网络连网功能的设计,使真菌网络成为物联网在人文艺术应用的一个重要典范。     

无线传感网络覆盖中概率Voronoi模型及算法研究

覆盖是无线传感网络中最重要的问题之一,随机覆盖是目前研究的主流。基于Voronoi图的随机覆盖算法是无线传感网络领域的研究热点。目前研究中采用的Voronoi图,主要采用基于距离的Voronoi边赋权值模型,存在两个主要问题,即模型粗糙和监测节点不全。以实测的分段概率传感模型为基础,从多传感协同监测的角度构造一种概率Voronoi模型,试图解决以上问题。并且用基于概率Voronoi模型的最大突破路径算法验证了模型有效性。就掌握的文献来看,该模型是首次提出,具有较好的实用推广价值。     

WSN中多路径路由协议算法的改进研究

不同于传统的网络,无线传感器网络能够协同地进行实时监测、感知和采集网络覆盖区域中监测对象的信息,并对其进行处理,处理后的信息通过无线方式传送,并以自组多跳的方式传送给观察者。路由协议的研究是无线传感器网络研究重点之一。蚁群算法是一种模仿自然界蚂蚁觅食的仿生算法,生物学家经过长期观察发现,蚂蚁总能够在巢穴和食物源之间找到一条最短路径。文中采用蚁群优化策略,给出了一种SMR多路径路由协议的改进算法ACO-SMR。该算法在保留SMR算法优点的基础上,进一步提高了资源利用率和路径稳定性,以及延长了网络生存时间。     

认知无线电技术在ZigBee中的应用研究

目前多种无线通信技术共享2．4GHzISM频段,它们之间的相互干扰以及频谱重叠现象已成为人们非常关注的一个问题。文中将认知无线电技术应用到ZigBee网络通信中,针对2．4GHz频段,利用认知无线电的频谱感知功能,对信道状态进行检测,搜寻频谱空穴,并且对频谱进行长期感知和统计,使ZigBee用户选择最可能空闲的频段作为传输信道,同时提出了一个2．4GHz无线环境感知模型。该方法提高了ISM频段的频谱利用率,并且减少了同频段其他多种无线通信技术对ZigBee产生的干扰,保证了ZigBee信号的有效传输。     

基于虚拟锚节点的序列定位算法研究

为解决无线传感器网络中现有序列定位算法存在的定位精度差、复杂度较高等问题,本文提出一种基于虚拟锚节点的序列定位算法。该算法根据未知节点与已有锚节点、虚拟锚节点(锚节点间连线的中点)间的RSSI值建立定位序列来获取未知节点的位置。仿真结果表明,基于虚拟锚节点的序列定位算法比原有算法在定位精度上有较大提高,且降低了算法的硬件代价和时间代价。     

基于信任机制的无线传感器网络可靠传输路由协议

在无线传感器网络中,针对异常事件监测时会出现大量数据发送引起网络拥塞、数据包无法可靠传输的问题,提出一种基于信任机制的可靠传输路由协议（RTRPT）。该协议提出了梯度分簇模型以选取簇头节点。在无异常事件发生时,通过转发能量阈值找出传输数据的邻居节点,进行数据传输。同时对这些节点进行转发概率与历史信任度计算得到直接信任度,再通过这些节点交互间接评价得到间接信任度。将直接信任度、间接信任度、距离度量和剩余能量作为评价指标,量化后通过熵权法得到邻居节点的综合信任。在异常事件发生时,节点仅需选择综合信任度最大的邻居节点作为转发节点,建立路由路径。使用OMNeT++进行仿真验证,RTRPT与TSRP、ESRT相比,在传输大量数据包时节点丢包率分别降低69.4%、52.7%;节点传输延迟分别降低53.6%、34.8%;网络生命周期分别延长32.5%、15.7%。仿真结果表明,RTRPT能有效减少丢包、降低传输延迟、延长生命周期。     

基于线性回归的无线传感器网络链路质量估计方法研究

针对无线传感器网络链路质量估计模型中回归算法复杂度高、缺少统一分类标准和公开数据集等问题,提出了一种基于EWMA和线性回归的链路质量估计方法ELR-LQE。以物理层获取的RSSI、LQI和SNR,以及包接收率PRR作为度量参数,分别在多种实验环境中采用不同的发射功率、竞争条件和部署方式采集数据,建立了链路质量估计数据集。通过最小值填充和EWMA对数据进行预处理,明显提高了回归模型的输入特征与链路质量的相关性。与现有方法相比,提出方法易于和网络层协议适配,并且复杂度较低,适合在资源有限的无线传感器网络节点中实现。实验结果显示,ELR-LQE具有较高的精度,在多种实验条件下平均的ME为4.6×10-2,R2为0.99。