无线传感器网络基于数据汇聚的路由

提出了一种针对无线传感器网络的路由协议,该路由采用最小传输成本生成树的数据汇聚机制。具体方法是首先将传感区域内的传感器节点采集的数据传送给传感区域内离汇聚点最近的节点,将这些数据进行汇聚操作后,将汇聚的结果通过最短路径传递给网络汇聚点。仿真结果显示,采用最小传输代价生成树的路由协议能减少数据传输量50%-80%,并具有较小的传输时延。     

无线传感器网络中数据汇聚技术的研究

无线传感器网络能量和计算资源严重受限,数据汇聚技术是减少能耗、消除数据冗余、增加从源节点到基站的有用信息流、延长网络寿命的重要方法。数据汇聚可以集成在路由协议中,也可以实现与路由协议紧密交互的独立的协议(或技术)。首先介绍了无线传感器网络中数据汇聚协议的背景;然后分析和综述了主要的数据汇聚技术,包括汇聚路由、聚集函数、数据挖掘;最后提出了这个快速发展领域的研究方向。     

无线传感器网络中基于区域再生树汇聚的路由算法

传感器网络具有严格的能量限制,冗余的低速数据流和多对一的通信方式等不同于传统Ad Hoc网络的特点,针对这些特点,提出一种区域再生树汇聚的路由算法。算法中将传感区域内部的所有传感器节点采集的数据沿区域再生树的父子关系层层汇聚到传感区域内离Sink点最近的区域汇聚点,再将汇聚的数据通过全局路由树形成的最短路径传递给Sink节点。仿真结果显示区域再生树的数据汇聚能够减少数据传输量,并具有较小的传输时延。     

无线传感器网络路由融合算法的研究

无线传感器网络节点有限的能量成为目前研究的热点问题之一.数据融合可以通过合并冗余数据来减少需要传输的数据包的数量进而减少节点能量的消耗,将路由技术和数据融合结合起来.在比较了当前几种构建融合树算法的基础上,结合图论的相关知识,提出了一种以图的中心点为树根的融合树生成算法,并通过仿真试验证明了该算法可以通过减少传输过程中数据包的数量来减少网络能量的消耗,从而达到延长网络生命周期的目的.     

一种面向无线传感器网络的数据汇聚模型

针对无线传感器网络能量和计算能力严重受限等问题,通过对数据汇聚技术的研究,该文提出一种面向无限传感器网络的数据汇聚模型及实现算法。该模型将数据挖掘算法集成在每个传感器网络节点上,原始数据通过数据挖掘算法处理后,降低数据维数、消除数据冗余、减少网络通信量、延长网络寿命。仿真结果表明,该模型具有一定的理论和实用价值。     

无线传感器网络安全数据汇聚协议

无线传感器网络中,如何将数据汇聚技术与路由技术结合,设计高效的数据汇聚协议,以减少传输过程中的数据量,减轻数据汇聚过程中的网络拥塞,协助路由协议延长网络的生存时间是一个重要的问题。尽管数据汇聚能有效地减小通信开销,但数据汇聚技术也不可避免的带来了一系列安全问题,譬如传感数据外泄等,因而安全问题成为数据汇聚中一个重要研究方向。目前,安全数据汇聚技术及其实现协议已经成为传感器网络安全的研究中一个重要课题。详细介绍安全数据汇聚协议这个领域内的研究进展和成果,从安全角度对比分析各种现有协议,最后结合该领域内的研究现状以及作者的研究体会指出了该领域未来研究的一些重要方向。     

一种无线传感器网络以数据为中心的QoS路由协议

提出一种以数据为中心的QoS路由协议(DDQP).DDQP支持两种QoS度量:可靠性和传输延迟;采用交叉层优化技术将传感器网络无线信道通信模型作为路由协议设计的依据,有效的节约了网络能源消耗;采用反压力重新路由机制在满足业务QoS的前提下尽可能均匀使用网络中节点的能源,不仅延长了网络生命期,而且有效的控制网络拥塞;采用以数据为中心的数据分发模式,具有良好的可扩展性.描述了DDQP设计的理论依据,并通过仿真实验验证了DDQP的高效可行性.     

基于相似度的无线传感器网络数据复原汇聚方法

针对现有数据复原汇聚算法的复原汇聚精度低和对网络噪声干扰的稳健性差等不足,提出了一种基于相似度的无线传感器网络数据复原汇聚算法。该算法在分布式数据汇聚模型的基础上,利用重心距离和相关系数来衡量各簇节点感知数据的受攻击程度,并把两者统一在加权系数中,通过加权运算提高了算法的数据复原汇聚精度。此外,利用相关系数对噪声干扰敏感的特点提高了算法对网络噪声干扰的稳健性。理论分析和仿真结果表明,新算法的性能优于现有数据复原汇聚算法。     

无线传感器网络中基于免疫的数据融合机制

为了减少传感器节点间的传输量,延长无线传感器网络的生命周期,提出一种基于免疫的数据融合机制.首先提出用分级分发算法来生成融合图,融合图中的汇聚策略既节省网络能量,又兼顾网络可靠性.其次利用人工免疫系统的自学习和自适应的特点,提出免疫融合算法,通过免疫消冗、免疫选择和免疫记忆来保证系统的高可信度和低冗余度.实验表明,该机制有效地降低了系统能耗,具有较好的通用性.     

无线传感器网络的数据收集时隙分配算法

对数据收集时延进行研究,先将最小收集时延问题进行形式化表述,并建立目标函数;依据节点剩余能量,并结合克鲁斯卡尔(Kruskal)算法构成最小生成树;依据最小生成树分配数据收集时隙。实验数据表明:提出的时隙分配算法能够有效地降低收集时延,并降低了能耗。     

无线传感器网络数据融合技术

数据融合技术是无线传感器网络的一个关键技术,能减少传感器节点间的传输量,从而明显提高网络感知效能,延长网络生命周期,减小时间延迟。通过对尚处于研究阶段的数据融合技术进行详细分析与研究,阐述了数据融合技术的重要性,并分类介绍了现有的主要数据融合方法,最后指出该研究领域当前面临的挑战以及需要进一步研究的方向和有前景的研究课题——压缩感知。     

无线传感器网络中基于神经网络的数据融合模型

数据融合技术通过减少传感器节点间的数据通信量,可以有效地节省传感器节点能耗,延长无线传感器网络的寿命.提出了独特的基于神经网络的数据融合模型(NNBA),该模型巧妙地将无线传感器网络的分簇层次结构与神经网络的层次结构相结合,将每个簇设计为一个三层感知器神经网络模型,通过神经网络方法从采集到的大量原始数据中提取特征数据,然后将特征数据发送给汇聚节点.以森林火灾实时监测网为应用实例,设计神经元模型及功能函数,并给出NNBA模型的仿真测试结果.     

WSN中基于最小延时的数据汇集树构建与传输调度算法

针对现有的无线传感器网络数据汇集算法延时较大的不足,对最小延时数据汇集树和传输调度问题进行了研究。提出一种基于度约束的汇集树构建算法(DCAT)。该算法按照BFS方式遍历图,当遍历到每个节点时,通过确定哪些节点与汇点更近来确定潜在母节点集合。然后,选择图中度数最小的潜在母节点作为当前被遍历节点的母节点。此外,为了在给定的汇集树上进行高效的数据汇集,还提出两种新的基于贪婪的TDMA传输调度算法:WIRES-G和DCAT-Greedy。利用随机生成的不同规模的传感器网络,参照当前最新算法,对所提方法的性能进行了全面评估。结果表明,与当前最优算法相比,将所提调度算法与所提汇集树构建算法结合起来,可显著降低数据汇集的延时。     

拓扑感知的无线传感网络数据聚合方法

针对无线传感网络中数据聚合能耗和重建误差问题,提出了一种拓扑感知的数据聚合方法(TADA).首先,构建了一个包含网络初始化、数据分帧和数据预处理的数据流,形成无线传感网络的通信过程;然后,构造测量矩阵将数据分解为多个路径转发,从而进行全网络矢量分配,并提出了基于平衡最小生成树是数据聚合算法.通过实验表明:所提方法在数据...     

热点感知的无线传感器网络数据存储策略

针对基于地理哈希表(GHT,Geographic Hash Table)的传感器网络数据中心存储(DCS,Data Centric Stora-ge)机制的热点问题,提出了能量有效的热点感知数据存储策略SASS (hotSpot-Aware data Storage Strategy),对GHT的路由策略进行改进,以减少边界模式引起的能量消耗,并利用邻居节点动态地扩展存储空间。仿真结果表明,与现有存储策略相比,SASS能有效减少因存储资源限制引起的数据丢失,并减轻热点区域节点的通信负载。     

高效节能的传感器网络数据收集和聚合协议

提出了一种分布式的高效节能的传感器网络数据收集和聚合协议DEEG.此协议中节点自主地根据其剩余能量以及邻居节点的信号强度来竞争簇头,同时为了减小簇头节点的能量开销,簇头之间以多跳方式将收集到的数据发送到指定的簇头节点,然后通过该节点将整个网络收集的数据发送到基站.此外,该协议还提出了一种简单的簇覆盖方法,使得当节点密度提高时,传感器网络寿命相应于节点数量呈线性增长.实验证明,在没有使用簇覆盖方法的情况下,DEEG协议与其他两种数据收集和聚合协议(LEACH,PEGASIS)相比,在最好情况下,其网络寿命分别提高达1800%和300%,并且由于DEEG协议使得所有节点集中于最后40轮内全部死亡(网络寿命定义为最后一个节点死亡),因此,使用DEEG协议的传感器网络其监测结果具有很高的可靠性.     

一种无线传感器网络隐私保护数据聚合方案

隐私保护是基于无线传感器网络(wireless sensor networks, WSNs)的数据聚合技术中最具挑战性的安全问题之一.在WSNs环境中,现有的隐私保护数据聚合机制不能同时满足安全性及节能性要求,存在计算复杂、通信量大及安全性低等缺点.提出一种能量有效的、抗数据丢失的隐私保护数据聚合方案,该方案利用2次不同形式的数据扰动同时实现了数据对基站及网内其他节点的隐私保护.首先,从防止基站入侵角度,给出了初次扰动数据设计方法;在此基础上,为实现对邻居节点的隐私保护,提出二次扰动数据的构造方法,并给出中间聚合节点及基站的聚合验证操作流程.通过引入消息认证码技术,有效抵御了多种外部攻击.安全及性能分析表明,该方案可在不过多消耗节点能量的前提下保证节点的安全性,且具有较好的抗数据丢失能力,安全性及能效性均优于现有方案.     

一种无线传感器网络的多优先级数据聚集协议

无线传感器网络当前已成为一种新的分布计算模式，由于大部分无线传感器网络中节点的能源是不可补充的，因此需使用数据聚集协议提高整个网络的生命周期，传统的数据聚集协议不能保证网络中的高实时性数据的延迟较低．文中提出的DAIDA协议根据节点上的流量状况及数据的不同优先级要求自适应地调整数据链路层发送的数据包的大小，模拟结果表明，高实时性数据通过网络的延迟低于低实时性数据的延迟，并且延长了无线传感器网络的生命周期。