基于节点-链路评估模型的移动物联网数据传输稳定算法

为解决移动物联网数据传输过程中存在的数据传输质量不高、网络传输带宽较低等不足,提出了基于节点-链路评估 模型的移动物联网数据传输稳定算法。 考虑节点移动特性,设计了一种新的基于节点-链路评估模型,实现数据传输过程的多 维度评估。 随后,根据节点-链路评估模型,提出了数据传输依序度、中继链路控制度、传输能量可控度 3 个指标;并通过匹配节 点的传输功率,设计了基于数据传输依序度的移动物联网链路稳定方法,采用泊松分布模型来构建基于中继链路控制度的节点 稳定方法,并通过预估节点受限性能,提出了基于传输能量可控度的节点失效态传输节能方案,分别从节点、链路、能量 3 个层 次优化了移动物联网数据传输性能,有效提高较网络传输的稳定性。 仿真实验表明,与基于似然估计补偿机制的移动无线传感 网数据控制同步传输算法和基于预发射-精度提升机制的 LTE-5G 数据传输算法相比,所提算法具有更低的网络拥塞水平和节 点受限概率,以及更高的网络传输带宽。     

基于电气耦合路径分析的割支路和割节点辨识算法

割支路和割节点的断开会导致网络产生分离子图，这种特殊的支路和节点往往代表了网络中的薄弱环节或某种优化的分割降维策略，因而在潮流、电压稳定、继电保护整定等电力系统网络计算领域具有重要的意义。以往的割支路和割节点辨识算法大多从几何拓扑的角度，将其转化为局部支路开断后的图的连通性判断。基于阻抗矩阵元素网络等值 后的节点电气耦合路径分析，提出一种识别割节点和割支路的物理拓扑判断算法。该算法利用节点阻抗矩阵反映的物理特性，引入了2个简单的数学等式判据。相对传统的图论拓扑分析算法，文中提出的算法简单、直观，具有明确的物理意义，对于理解和研究电力系统网络拓扑结构具有一定借鉴意义。     

基于智能寻径机制的WSN传输路径稳定算法

针对移动无线传感网(WSN)运行过程中存在的路径抖动频繁,高频路径节点能量受限概率高等不足,提出了一种基于智能寻径机制的WSN传输路径稳定算法.首先,通过距离—角度综合激励方式,设计了一种新的基于激励机制的区域瘫痪优化方法,该方法综合考虑路径抖动及节点传输距离等因素设计了激励因子,引入动量匹配的方式增强移动节点对链路抖...     

双网耦合模型中基于级联失效的节点重要度评估

电网与信息通信(information and communication technology,ICT)网的关联程度不断增强,网络节点的重要度评估需要考虑双网的耦合特性。为此,针对传统单一网络节点重要度评估算法在关联性方面的不足,提出一种考虑级联失效的耦合网络节点重要度评估方法,并以电网和ICT网拓扑关联关系为基础建立了双网耦合模型。该方法从带负载耦合网络出发,在级联失效过程中加入负载因素,引入最大负载分支,采用相邻节点平均负载均衡度和网络负载率参数融合方法衡量失效节点对网络的影响,从而判断耦合网络节点的重要度,避免了单一指标在单个网络中度量节点重要性的局限性。采用IEEE30节点系统构建耦合网络仿真模型,并与节点收缩法和Max-Cas算法进行了对比,结果表明所提方法在鉴别触发级联失效节点的基础上更细致地区分耦合网络中各节点重要度差异。     

混合型无线传感器网络覆盖空洞修复算法

针对无线传感器执行器网络运行过程中节点必要的移动或者失效导致的感知空洞,提出了一种基于混合粒子群优化算法的空洞修复方案,该方案首先提出一种基于网格的网络覆盖率,并以此为优化目标将空洞修复问题转化为无约束优化问题,然后使用融合了模拟退火思想的粒子群优化算法对优化问题进行求解,最后仿真证明模拟退火算法的概率突跳特性弥补了粒子群优化算法容易陷入早熟收敛的缺陷,该混合算法可以对空洞修复问题进行有效地求解。     

自适应人工免疫网络算法的无线传感网络拓扑结构优化

无线传感器网络(MWSN)具有动态拓扑的特性,因而节点移动、能量消耗等影响因素会导致传感器网络的寿命。在现有层次型拓扑控制算法的基础上,借鉴adhoc网络层次拓扑生成算法WCA的设计原理,提出一种应用于无线传感器网络的新型层次型拓扑结构优化算法。该算法综合考虑节点的能量和位置状况,为每个节点定义不同的权值,从中选出性能优越的节点担任簇首,同时通过设置节点度参数来确保最优的拓扑结构。同时依托自适应人工免疫网络算法,用于实现MWSNs的目标。仿真结果表明,改进的人工免疫网络算法(KC-AAINA)有助于找到良好的聚类配置和簇头数量,限制了节点能耗,改善了MWSN的网络寿命、能量消耗和分组传输,从而提高网络生命周期。     

线路在线监测的自组织自愈无线传感器网络方案

如何将安装于杆塔上在线监测的现场数据信息采集终端装置采集到的数据信息安全可靠地传输至监控中心在线监测诊断预警系统主站中对电网安全运行十分重要,因此针对应用对象的技术层面,提出了适用于远距离输电线路故障在线监测的自组织自愈通信网络的原理和方法,设计了应用于输电线路灾害预警系统无线传感网络能够融合数据、图像、视频等多种类型传感信号的异构加速度传感器节点模块;采用异构节点集群路由协议的思想,给出基于ZigBee无线组网技术来实现层次性网络拓扑结构局域网及簇首单跳或多跳集群路由协议,并从节点查询、数据传输速率和网络安全性方面对此方案进行分析,提出了需进一步研究和探讨的相关技术。     

基于移动信标的水下无线传感器网络定位算法

针对现有水下无线传感器网络定位算法定位精度不足且无法适应水下多变的网络拓扑的问题，提出一种基于移动信标的水下无线传感器网络定位算法。首先通过RSSI测距定位和DV-Hop算法获取未知节点的大致分布情况，其次以未知节点定位覆盖率作为目标函数，采用经过自适应惯性权重和柯西-t扰动策略优化的改进秃鹰搜索算法迭代求解信标节点移动的最优位置，最后信标节点移动到最优位置再对未知节点进行重新定位。仿真结果表明,与对比算法相比，移动信标节点定位算法能有效提高未知节点定位精度，在网络拓扑变化时也能保持较高的定位精度且定位效果稳定。     

WiNoC中基于Edge-first算法的流量平衡设计

在无线片上网络中,无线节点拥塞以及不同子网和全局网络内的流量平衡情况对整个片上网络的通信效率有着重要的影响,为此提出了基于Edge-first算法的全局流量平衡机制(GTB)。首先优化了划分有线无线数据包的机制,减少了无线节点处的拥塞;其次根据无线路由器(WR)的拥塞情况,提出Edge-first路由算法平衡子网内的流量;最后在全局网络中提出了全局子网拥塞感知(GSCA)判断机制,使得长距离数据包优先从低拥塞子网通过,平衡了全局网络的流量。实验表明,该方案在可接受的硬件开销、功耗开销下,保证较低的网络延迟和较高的网络吞吐率,并且大幅的提升了网络的流量平衡性能。     

WiNoC中基于Edge first算法的流量平衡设计

在无线片上网络中,无线节点拥塞以及不同子网和全局网络内的流量平衡情况对整个片上网络的通信效率有着重要的影响,为此提出了基于Edge first算法的全局流量平衡机制（GTB）。首先优化了划分有线无线数据包的机制,减少了无线节点处的拥塞;其次根据无线路由器（WR）的拥塞情况,提出Edge first路由算法平衡子网内的流量;最后在全局网络中提出了全局子网拥塞感知（GSCA）判断机制,使得长距离数据包优先从低拥塞子网通过,平衡了全局网络的流量。实验表明,该方案在可接受的硬件开销、功耗开销下,保证较低的网络延迟和较高的网络吞吐率,并且大幅的提升了网络的流量平衡性能。     

Variable length dynamic addressing based on network traffic distribution in wireless sensor networks

In this paper, a novel dynamic addressing scheme for wireless sensor networks (WSNs) is proposed by using variable length coding. A WSN is typically composed of numerous tiny energy-constrained sensor nodes with limited information processing and data storage capabilities; thus, the energy-efficient strategy is the key issue in designing protocols for WSN. Traditional addressing strategies adopt flat addressing (static and uniform addresses) for sensor nodes. However, the proposed variable length dynamic addressing (VLDA) for sensor nodes is based on the fact that different nodes in the network have uneven traffic loads. Therefore, nodes with more data to receive or send are allocated with shorter addresses. Whether a node is busy or not is determined by the network traffic distribution (NTD), which is defined as the number of data packets each node has received or sent in a period of time. Sensor nodes’ energy is saved by VLDA scheme; hence, the wireless sensor network’s lifetime is extended. In the simulation, a 20% improvement has been achieved through the addressing scheme compared to traditional flat addressing.     

WSN低功耗算法在电力系统中的应用

无线传感器网络由部署在区域内的大量微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成多跳自组织网络系统.文章通过探讨适用于电力系统的无线传感器网络,提出通过关键节点数据缓存进行末梢节点低功耗配置和数据获取的方案,通过增加末梢节点休眠时间达到整网低功耗的效果.实验结果证明,此算法可大幅降低整网功耗,且不会增加网络通信量.     

Energy Efficient Medium Access Protocol for Wireless Medical Body Area Sensor Networks

This paper presents a novel energy-efficient MAC Protocol designed specifically for wireless body area sensor networks (WBASN) focused towards pervasive healthcare applications. Wireless body area networks consist of wireless sensor nodes attached to the human body to monitor vital signs such as body temperature, activity or heart-rate. The network adopts a master-slave architecture, where the body-worn slave node periodically sends sensor readings to a central master node. Unlike traditional peer-to-peer wireless sensor networks, the nodes in this biomedical WBASN are not deployed in an ad hoc fashion. Joining a network is centrally managed and all communications are single-hop. To reduce energy consumption, all the sensor nodes are in standby or sleep mode until the centrally assigned time slot. Once a node has joined a network, there is no possibility of collision within a cluster as all communication is initiated by the central node and is addressed uniquely to a slave node. To avoid collisions with nearby transmitters, a clear channel assessment algorithm based on standard listen-before-transmit (LBT) is used. To handle time slot overlaps, the novel concept of a wakeup fallback time is introduced. Using single-hop communication and centrally controlled sleep/wakeup times leads to significant energy reductions for this application compared to more “flexible” network MAC protocols such as 802.11 or Zigbee. As duty cycle is reduced, the overall power consumption approaches the standby power. The protocol is implemented in hardware as part of the Sensium™ system-on-chip WBASN ASIC, in a 0.13- $mu{hbox {m}}$ CMOS process.      

线性WSNs能耗均衡的非均匀网络部署方案

针对线性无线传感器网络中存在能量空洞的问题，给出一种线性无线传感器网络能耗均衡的非均匀网络部署方案。该方案证明了除距离Sink节点最远的子监测区域之外，剩余子监测区域从远到近使其传感器节点数量呈等比递增时可实现网络能耗均衡，同时需随机部署足够数量的中继传感器节点用于转发数据。经实测数据仿真表明，所提方案能有效地解决能量空洞问题，使得线性无线传感器网络可以实现均衡能耗的目的，且能够大大延长网络的寿命，对于提高实际线性无线传感网络的性能具有重要意义。     

无线传感器网络节点能量平衡优化方法

在无线传感器网络中,传感器节点中有限的能量供给限制了每个节点无线传输的距离。多跳传输通过将数据包转发给中继节点的方式可将数据包发送至远端接收器。在用于数据汇聚的无线传感器网络中,离数据汇聚站较近的无线传感器节点通常要转发比其他节点更多的数据包,从而消耗更多的能量。文章将整个网络的生命定义为直到第一个无线传感器节点能量耗尽从而失效的时间。提出一种基于无线传感器网络的能量平衡优化方案,该方案所采用的能量模型是基于对ChipconCC2420无线传感器射频收发器的测量数据推导得出的。根据这个方案,通过优化网络中数据流转发的分布来平衡节点的能量消耗。从而延长整个网络的使用生命。     

一种基于追踪技术的快速电力网拓扑分析方法

针对传统网络拓扑方法多次重复搜索路径、效率低、速度慢的缺点,文章提出一种基于广度优先的快速网络拓扑方法.该方法将电力设备抽象为节点和支路,使拓扑过程不受网络接线形式和结构的约束,对输电网和配电网可统一进行拓扑分析,增强了算法的通用性.同时,该方法利用节点-支路邻接表,加快了拓扑速度.开关状态改变时,通过修改节点一支路邻接表,可进行局部重新拓扑,提高了拓扑灵活性.实际应用中,该方法可以满足系统对各电压等级网络拓扑的要求.     

智能楼宇中无线传感网混合接入设计

本文针对智能楼宇环境,设计并实现无线传感网络、电力线载波网络和以太网接入的混合网络。文中的混合网络中,无线传感网络在频域和空域上分割子网,并在每个子网的接入节点进行了分布式判决。电力线载波网络将各个无线传感网进行连接,并通过以太网接入节点将信息采集并发送至Internet。本设计在保留了无线传感网优点的前提下,利用了现有电力网络布线设施,并且满足远程监控要求,同时解决了无线传感网随着节点数目增多而信号连通性急剧下降的问题。使得智能楼宇环境中组建大型无线传感网络成为可能。     

基于ZigBee的环境监测无线传感器网络节点设计

针对环境监测具有偏远、分散、易变、多样等特点,提出一种基于ZigBee的无线传感器网络节点的设计方案。采用基于ZigBee技术的智能网络化传感器有着很明显的优势,网络容量大、功耗低、易于扩充并且支持自组织组网。根据环境监测系统的技术要求,设计了系统结构和硬件电路,并给出了软件流程。试验测试表明,该网络节点具有较好的稳定性和较高的通信效率,可以满足环境监测对无线通信网络传输及组网要求,具有较好的推广价值。