基于概率感知模型的区域变精度覆盖分布式算法研究

覆盖问题是无线传感器网络完成目标监测和信息获取任务的前提.为了使传感器节点尽可能减少能耗,以延长网络的使用寿命,考虑对重点区域和普通区域进行不同精度的覆盖.采用了概率感知模型,将对被监测区域的覆盖问题转化为对可数个点目标的覆盖问题,然后利用点覆盖算法对区域的变精度覆盖问题进行了研究.最终通过仿真实验,对网络采用变精度覆盖与单重覆盖、多重覆盖的效果进行了比较,验证了区域变精度覆盖的优越性.     

基于概率感知模型的边界区域分布式多重覆盖算法研究

在无线传感器网络监视预警应用中,“边界”的地位突出而重要。为了提高边界区域内的监测概率,研究了节点为概率感知模型条件下的分布式多重覆盖算法。根据传感器节点感知圆盘的相互关系,将整个边界区域划分为不可再分割的可数个最小区域块,然后利用改进的贪婪式算法对整个边界区域进行分布式多重覆盖算法研究,最终通过仿真比较,验证了非理想状况下对边界区域实行多重覆盖可在保证能效的前提下有效提高边界覆盖率。     

WSN中基于能量的分布式覆盖控制算法

针对无线传感器网络中节点密度过大、节点剩余能量不均等问题,设计一种基于节点剩余能量的分布式覆盖控制算法,基于概率覆盖模型,按目标区域内节点剩余能量从小到大的顺序,依次通过计算各个节点的区域覆盖概率判定其冗余性,并使冗余节点转入休眠状态。仿真结果表明,该算法能有效降低网络中节点冗余度,延长网络生存时间。     

一种连通性覆盖的无线传感器网络节点调度算法

研究传感器节点随机部署于监测区域内,无节点地理位置信息情况下,如何能量有效地保证网络的通信连通与感知覆盖;节点采用基于概率的联合感知模型。提出CDS-based SSCA算法,其为一种基于连通支配集构造树的节点调度机制,每个节点根据剩余能量和与父节点的距离来设置等待时间及成为候选节点优先级。模拟实验结果显示,本算法能够能量有效地满足感知覆盖和连通覆盖要求;与ASW算法相比较,工作节点个数较少,网络生命周期明显延长,降低了网络整体耗能。     

基于目标覆盖的异构有向传感器网络分布式节点调度策略

针对无线传感器网络服务质量会随着网络运行而下降的现象, 研究随机部署的有向传感器网络的节点调度问题, 提出分布式的节点感知方向调节算法, 各节点利用相邻节点间的信息交换, 计算出各自的最佳感知方向, 从而使得网络在满足覆盖需求的同时减少活跃节点数目, 进而达到降低能耗、提高通信质量的目的. 为均衡网络能耗, 进一步设计了冗余节点调度协议, 周期性地重构网络拓扑. 仿真结果表明了所提出算法的有效性.     

基于概率感知模型的多节点联合网络覆盖算法

针对传感网在对关注目标节点进行覆盖过程中出现的非连续性覆盖，将会产生覆盖盲区以及大量冗余数据迫使通信链路出现瓶颈现象，提出了一种基于概率感知模型的多节点联合覆盖算法（Multi-Node Joint Network Coverage Algorithm，MNJC）。该算法借助于概率相关知识，给出了多节点联合时覆盖质量期望值计算方法，以减少覆盖盲区的产生，提高了多节点联合网络覆盖率；利用节点动态转换机制对节点部署进行重新优化，抵制了网络能量的快速消耗，延长网络生存周期；该算法与其他三种算法覆盖率、生存周期以及节点存活数量等方面进行了比对实验，其性能指标平均提升了18.11%，15.57%和8.26%，从而验证该算法的有效性和实效性。     

楼字中火灾监测无线传感节点覆盖算法研究

该文介绍了无线传感网络在智能楼宇中的应用,详细分析了基于无线传感网络的楼宇火灾监测预警系统的系统结构,并从数学角度论证了一种在楼宇环境内应用的无线传感网络节点高效覆盖算法,有效地解决了冗余覆盖问题。     

基于覆盖与连通的WSN节点调度算法

在维护区域覆盖和网络连通性的前提下,提出了一种基于最小跳数的分布式节点调度算法（MBNS）。距网关最小跳数相等的节点形成以网关为中心的最小跳数环,将网络划分为环状层次拓扑结构;每个节点根据其上行和下行节点维护了一条到网关节点的最短跳数路径,解决数据路由的同时有效降低了数据发送延迟。理论分析和仿真实验表明,MBNS能有效减少工作节点个数,降低数据发送延迟和延长网络寿命等。     

基于网格划分的节点调度覆盖算法

利用密集型传感器网络中的冗余节点轮流调度工作能够有效的延长网络生存时间.该文章首先研究了无线传感器网络覆盖率与工作节点数之间的约束关系,在此基础上,确定满足覆盖率要求的最大分组数,并提出了一种简单的基于网格划分的分类节点调度算法,实验结果和理论分析表明,本文提出的算法计算量小,运行时间短,并有效地延长了网络的生存时间.     

基于分组的分布式节点调度覆盖算法

当部署的传感器节点服从随机分布时,现有的基于分组的节点调度算法不能保证各个组内的节点均匀分布在目标区域.基于以上原因,建立了极大相似分布模型,并提出了极大相似分布的一种近似求解算法:基于分组的分布式节点调度覆盖算法.算法仅需要簇内的节点维持时钟同步,簇之间节点的时钟异步对于覆盖效果的影响可以忽略,因此适用于难以维持整个网络保持时间同步的大型传感器网络.此外,给出了在节点随机分布的条件下,采用分组调度时平均覆盖率的理论上界值.仿真实验表明,提出的这种算法能使各个组内的传感器节点较为均匀地分布在目标区域,获得的平均覆盖率接近于上界值.     

无线传感器网络概率覆盖控制研究*

在无线传感器网络中进行覆盖控制能有效缓解无线传感器网络中节点能量受限的问题,通常采用的是基于二元感知模型的几何方法计算休眠冗余节点,其算法在实际应用中受到局限,不够精确。针对此问题,将提高能量利用效率作为重要指标,采用概率感知模型,提出一种新的覆盖控制算法(PSMC)。仿真结果表明,PSMC算法在较好地保持网络覆盖度的同时,可关闭大量冗余节点,有效地延长了网络寿命。     

一种混合无线传感器网络内覆盖洞修补的分布式启发算法

首先对最小化最大移动开销移动传感器分布式算法设计进行了分析, 并指出在分布式条件下难以对此类算法中的输出分派移动传感器的最大开销进行限制, 随后提出了一种分布式启发算法。该算法将移动传感器和覆盖洞视为节点, 在节点和节点的邻居间通过有限数量消息实现匹配。仿真结果显示, 算法可实现最高达到85%的覆盖洞修补率以及较低的移动传感器最大移动开销, 使其更能适用于实际无线传感器网络环境。     

无线传感器网络中基于网络覆盖的节点睡眠调度机制

在无线传感器网络中,节点睡眠-唤醒调度机制对于延长其生命周期至关重要。在现有的节点睡眠调度机制中,节点能耗是调度机制的唯一考虑目标。然而这种以节省节点能耗为目的调度机制很容易导致传感网络无法完全覆盖监测区域,导致严重后果。本文基于现有调度机制的不足,提出一种考虑到网络覆盖面的节能调度机制。这种机制既能降低网络能耗也能够兼顾到网络的监测覆盖情况。仿真结果表明该机制能在保证较高的网络覆盖面的前提下有效提高网络生命周期。     

无线传感网中基于蜂窝网格剖分模型的节点调度算法

为了进一步有效提高无线传感器网络中节点分组调度算法的分组性能,提出一种新的基于节点位置信息和蜂窝网格剖分模型的传感区域分区方法,将整个传感区域划分为离散的蜂窝网格;在此基础上,通过各个蜂窝网格中的节点实施自主簇头选择与分组划分,设计并实现了一种分布式的节点分组调度算法.理论分析与仿真实验表明,新节点分组算法具有良好的分组性能,不但可保持100％的组全局连通性,而且还可同时保持100％的组网络覆盖率.     

一种三维无线传感器网络节点调度算法

在三维无线传感器网络中为了满足指定的覆盖率要求,同时使活动节点数最少,提出了一种基于邻节点分类的调度算法。将邻居节点按距离分类,分析了每类邻居节点的网络覆盖率与活动节点数[k]之间的约束关系,根据此约束关系判断节点是否冗余,并通过回退机制休眠冗余节点。理论分析和仿真结果表明,该算法能在满足指定覆盖率的条件下有效判别和休眠冗余节点,从而延长网络的寿命。     

面向差异化覆盖的异构有向传感器节点调度算法

为延长异构有向传感器网络的寿命,提出一种基于改进珊瑚礁优化算法（ECRO）的面向不同监测目标有不同监测要求的节点调度算法。利用ECRO将传感器集合划分成符合覆盖要求的多个集合,通过集合间的调度达到延长网络寿命的目的。对珊瑚礁优化算法（CRO）的改进体现在四个方面：一是在珊瑚礁的雌雄同体繁殖过程中融入生物地理学优化算法中的迁移操作,保留原有种群的优秀解;二是在雌雄同体繁殖过程中采用一种带有混沌参数的差分变异因子,增强子代的优化能力;三是通过对最差个体执行随机反向学习,增强种群的多样性;四是通过CRO与模拟退火算法的结合,增强算法的局部搜索能力。对数值基准函数和节点调度进行了大量的仿真实验。在数值测试方面的结果表明,与遗传算法、模拟退火算法、差分进化算法及其改进算法相比,ECRO的优化能力更强;在传感器网络节点调度方面的结果表明,与贪婪算法、基于学习自动机的差分进化（LADE）算法和未改进的CRO相比,ECRO使网络寿命分别提高了53.8%、19.0%和26.6%,验证了所提算法的有效性。     

基于激素调节的传感器网络覆盖算法*

人体内环境的平衡是由各种激素的相互作用来协同调节和控制的,根据抽象出的激素作用机理,提出了一种基于激素调节的传感器网络覆盖算法(HCA),该算法是完全分布式的,节能的传感器网络覆盖算法,算法中节点状态(sleep或active)的选择通过激素来调节和控制,即通过给邻居节点发送激活荷尔蒙或抑制荷尔蒙来刺激或抑制邻居节点成为active状态。仿真实验表明,与DELIC和UC算法相比,该算法既能有效地保证区域覆盖,又可以使得active状态的节点尽可能少。     

无线传感器网络动态覆盖的CVT算法

覆盖控制是无线传感器网络中的基本问题之一,动态覆盖问题又在很多领域有其独到的应用价值。为了更好地实现动态覆盖,基于集中式Voronoi网格细分（ CVT）理论,结合Lloyd算法,提出了一种无线传感器网络动态覆盖算法,通过调整目标覆盖区域几何边界,协同调度无线传感器网络节点,从而实现目标区域无线传感器网络动态覆盖。在仿真中,进行了正方形、正方形—圆形障碍静态边界区域覆盖实验和正方形—长方形目标区域、正方形—十字形目标区域、正方形—H形目标区域动态边界覆盖实验,验证了控制算法的有效性,并对不同目标覆盖区域形状、节点数量、覆盖程度、覆盖效率进行了分析。     

能量均衡的无线传感器网络节点非均匀分布路由协议

针对现有无线传感器网络(WSN)分簇路由协议因节点分布不均匀而造成能量不均衡、“热区”能量空洞问题,提出一种能量均衡的节点非均匀分布路由协议。该协议以节点“度”、 节点到Sink节点的距离及节点平均剩余能量与节点本身剩余能量的比值作为竞选主(副)簇头的参数,并且各簇之间通过路由树与Sink节点通信。仿真结果表明,本协议可降减少于“热区”内或节点密度高的簇的簇头轮换次数,推迟出现第一个死亡节点的时间,使网络负载更加均衡,延长了网络的生命周期。