基于时空联合性的无线传感网覆盖采样技术

覆盖采样作为无线传感器网络领域的一个基本问题,已经得到了广泛研究。但是目前研究大多只考虑空间覆盖性和网络生存周期等因素,并没有从实用的角度考虑覆盖区域的时空域覆盖特性。本文以综合考虑空间域和时间域为研究视角,提出了一种新型的以应用为导向的覆盖率指数,研究了一种基于时空联合性的无线传感网覆盖采样机制。最后通过时空覆盖率与事件侦测率指标两个指标进行了验证。     

三维超宽带无线传感网的能耗界限

研究了n个静态节点随机分布在单位球上的三维超宽带无线传感网,利用Vapnik-Chervonenkis定理和Voroni棋盘格子覆盖传感区域,推导出了某个节点发射包含R比特的数据分组以多跳方式到达汇聚节点时的能量消耗上下界.研究表明,能量消耗的上下界与网络节点密度n成反比.因此,大规模密集超宽带无线传感网是更为可取的.     

无线多媒体传感网多时间片多重覆盖路由算法研究

提出一种无线多媒体传感网多时间片多重覆盖路由协议MKCR。在事件监测过程中,系统采用视域固定的视频节点,对关键目标进行多角度覆盖以提高监测质量。在多节点协同工作时,协议计算多时间片k覆盖路径、合理分配节点参与工作的时间,从而延长网络生存周期。研究并设计了MKCR-K和MKCR-T算法,前者代表k覆盖重数不可变的情况,在目标均达到k覆盖要求后,进而计算参与的节点集合及其工作时长;后者表示覆盖重数k根据情况可变,在目标全覆盖的基础上尽最大可能对关键目标 进行 多角度监测并延长网络生存周期。仿真结果表明,MKCR协议能够协调参与节点的工作时长,实现关键目标多重覆盖监测,同时延长网络生存周期。     

面向农业无线传感网的数据约简方法研究

针对农业无线传感网络（Wireless Sensor Networks,WSN）能源有限,而发送大量冗余数据造成节点能耗高的问题,本文提出一种基于节点相关性分析进行数据约简的方法。首先利用皮尔逊相关分析分别对传感节点内与相邻节点间数据进行相似度分析;其次,进行数据预测;最后,对皮尔逊相关系数进行改进,使算法能够适用于实际农业环境感知存在异常数据的情况。实验结果表明,该方法在数据约简精度几乎不受影响的前提下,约简率可达69%,适用于传感节点级数据约简。     

无线传感网安全数据聚合研究

如何保障数据在聚合,计算和存储以及转发等过程中的数据机密性、完整性,是无线传感网安全研究的核心环节·针对这个核心环节首先分析了无线传感网数据聚合过程中面临的安全威胁,进而提出数据安全聚合的基本要求,在自组织环结构的基础上,提出了一种新的无线传感网数据安全聚合方案,并分析了该方案的性能及其安全性.     

一种基于云计算的无线传感网体系结构

提出了一种基于云计算的无线传感网体系结构。整个传感网被划分为若干个分区; 云作为虚拟汇聚节点, 有多个汇聚触点, 每个触点负责一个分区中传感器的数据收集; 每个分区中的传感器组成本地传感网, 所有本地传感网通过云连接成一个整体; 数据在云中分布存储、并行处理。模拟实验表明, 新结构传感网的数据传输性能明显提升。该结构适用于以数据为中心的无线传感网。     

无线传感网概述

无线传感网作为多学科交叉的一个研究方向,已获得了国内外众多学者的关注。随着研究的深入和相关技术的发展,无线传感器网络被广泛地应用到各个领域,并表现出巨大的潜力。本文从无线传感网的结构、应用和研究现状三方面总结了无线传感网的发展。     

基于WirelessHART的电力无线传感网设计

为推动泛在电力物联网建设,提高感知层电力数据采集量,解决传统电力系统有线电表布线成本大、恶劣环境下施工不便及人工抄表效率差等问题,设计了一种基于WirelessHART协议的无线智能电表,建立节点路由算法与时间同步算法,使多台智能电表构成完整的电力无线传感网络,对电能实现实时可靠的电力计量与调度。将无线网关在上位机进行测试,判断网络的传输效率与稳定性。     

面向无线传感网数据认证的可逆信息隐藏方案

目前已有的用于无线传感网络数据认证的可逆信息隐藏方案存在水印信息不能完全嵌入等问题。提出了一种改进的可逆信息隐藏方案。该方案采用同步点和长度控制阈值来动态划分生成分组,并依据嵌入认证信息量及嵌入策略来确定载体分组。根据无线传感网络认证的数据类型,设计了新的数据项预测方法及预测误差扩展公式。基于预测误差扩展的可逆信息隐藏算法完成认证信息的嵌入和提取。实验结果和分析表明同已有可逆信息隐藏方案及传统认证方案相比,提出方案在水印嵌入、分组划分等方面具有更好的性能。     

异构无线传感网络数据聚合方法研究

为了提升数据机房中数据聚合能力,满足实时数据传输和网络节能要求,提出了异构无线传感网络局部树重建算法.首先,通过对局部网络拓扑的维护和重构获取最优异构数据传输网络拓扑结构;其次,提出数据聚合技术保证网络中节点低能耗及数据传输的低延迟,从而延长网络的生存期.通过仿真分析,与GIT和DATA相比,所提算法性能明显更优,网络...     

无线传感网中三维覆盖控制和节点调度的研究

无线传感器网络中采用二元感知模型方法计算休眠冗余节点具有局限性和不精确性.本文考虑到实际应用环境对节点感知能力的影响以及传输过程中的路径损耗问题,对监测区域采用三维网格建模,并在概率感知模型的基础上提出一种概率感知衰减模型,同时对当前二维覆盖控制算法存在的各种局限性,提出了一种基于概率的分阶段冗余唤醒策略.仿真结果表明,该算法均衡了网络节点能量,实现了网络能耗的有效性,延长了网络的生存期.     

基于循环神经网络的多模态无线传感数据自适应融合方法

为了去除无线传感数据冗余,降低传感器能量消耗。提出了一种基于循环神经网络的多模态无线传感数据自适应融合方法。利用格拉布斯准则预处理传感数据,剔除了不具备参考利用价值的粗数据。在相似性指标计算下,获得精细数据的相似元获得关键数据。利用循环神经网络解决了无线传感器数据过度依赖和梯度过长问题,获得了数据自适应融合的特征参数。考虑传感器发生异常检测和不发生异常检测时数据融合情况,完成数据自适应融合。经仿真实验证明,在相同数据相似度门限值下,90个时隙的最低融合比为10%,可有效控制数据压缩量。该方法下传感器能量消耗始终低于0.25 J,其最低传输延迟为10 ms,提高了传感数据融合的性能。     

挑战环境下无线磁感应传感网理论与关键技术

针对挑战条件下复合介质中安全与环境监测的需求,为了克服路径损耗严重、信道条件动态变化和电源条件受限等问题,提出了面向复合介质应用的基于无线磁感应通信和磁感应波导通信的理论模型,给出了无线磁感应传感网的网络体系结构。对无线磁感应传感网的研究方向及应用进行了展望,指出了开展相关研究的迫切性。无线磁感应传感网的研究对地下环境监测、长距离或人口密集区输油、输气、输水等生命线工程的安全监测具有重要意义。     

无线传感网身份认证协议研究

无线传感器网络由功耗、处理能力、通信能力及存储容量均有限的节点组成,传感器节点易遭受物理攻击及资源的有限的特点,均为节点安全性带来了严重威胁.因此,文章指出针对无线传感网安全问题,除了要有轻量级的密码算法之外,还需要高效的密钥分配和管理机制.为了解决内存有限性和安全性之间的平衡问题,目前已经有许多密钥建立技术,但是,学术领域中对于哪种方案最有效仍有争议.文章对各种常见的身份认证协议进行了比较和分析.     

无线传感器网络及其数据融合的研究

随着智能化、网络化等技术的日益成熟,具有潜在巨大应用价值的无线传感网络引起人们的重视与研究。本文介绍了无线传感器网络的相关特点和系统结构,采用NS2仿真工具实现无线传感器网络802．15．4协议的仿真,并针对延长无线传感器网络生命周期的数据融合技术进行了研究和分析。     

Sink节点移动的三维无线传感网数据收集算法研究

为克服三维静态无线传感网中的能量空穴问题和提高网络生存时间,考虑Sink节点移动,提出一种Sink节点移动的三维无线传感网数据收集算法(DCA-TWSN),在DCA-TWSN中,提出三维环境下的正方体网格划分方法,建立包括Sink 移动路径选择约束、数据流量约束、能耗约束、链路约束等约束条件的数据收集优化模型,采用最优化方法求解已知Sink节点移动路径的数据收集优化问题,采用修正的蚁群算法求解Sink节点的移动路径问题,获得最优方案。仿真结果表明:不管Sink节点的最大数据收集跳数和传感节点数量如何变化,DCA-TWSN都能寻找到较优的移动路径和数据传输方案,从而提高了网络生存时间和传感节点的平均数据传输率,降低了移动路径长度、平均节点能耗方差和丢包率,比RAND、GREED和EDG-3D更优。     

无线传感网优化生存时间的分布式功率控制

为延长无线传感网的生存时间,提出优化生存时间的分布式功率控制算法(DPCOL).该算法分析节点发送功率变化下的链路流量平衡约束,链路最大传输速率约束,节点能耗约束等条件,建立最大化生存时间的网络模型.采用分布式功率迭代和次梯度算法求解该模型.节点获知与各邻居节点通信所需要的最低发送功率集,随机选择发送功率集中的功率作为...     

无线传感网络中覆盖能效动态控制优化策略

能量约束是无线传感网络测量控制的关键问题之一.本文针对移动节点位置优化问题,提出了无线传感网络通信能耗评价指标,采用微粒群优化策略更新节点位置,使无线传感网络具有更强的灵活性和能效性.利用Dijkstra算法获得网络最优通信路径计算能耗评价指标.采用动态能量控制策略使空闲节点进入睡眠状态减少网络运行能耗.通过优化能量指标降低了通信能耗,实现了无线传感网络覆盖与通信能量消耗的合理均衡.对移动目标跟踪仿真表明,覆盖能效优化算法与动态能量控制策略相结合提高了无线传感网络覆盖的能效性.     

无线传感器网络中数据融合机制的能量有效性研究

建立基于数据融合机制的无线传感器网络模型,并对不同融合强度下网络总能耗和单节点能耗进行理论计算得到能耗公式.分析表明,当监测区域扩大时,强融合率将有效节省网络能耗;随着融合强度的增加,网络中节点能量消耗趋于平均.     

基于路径可靠性估计的无线传感网络数据融合

针对无线传感网络中,能量有效路径的数据传输可靠性较低和链路失效的问题,提出一种动态可调的基于路径可靠性估计的数据融合方法.该方法根据路径平均收包率、冗余变化粒度以及平均能耗,对路径可靠性估计曲线上的可靠突变点进行动态定位,监测人员能够对当前的路径可靠性进行实时估计;然后通过一种冗余传输的方法来提高整体的路径可靠性和平衡...