移动无线传感器网络连通性自主恢复算法

无线传感器网络(WSNs)中关键节点故障会将网络分割成多个不连通的分区,给网络性能带来严重影响.而无线传感器网络往往布置在人工难以干预的偏僻恶劣环境中,网络连通性的自主恢复尤其重要.提出一种自主网络分区检测和连通性恢复(APDCR)策略,容忍无线传感器网络中关键节点的故障.APDCR首先基于1跳邻居和部分2跳邻居信息提出一种新的关键节点识别算法,然后给出关键节点的备用节点的选取算法和网络连通性恢复算法,最后扩展算法处理两个节点同时故障时网络不连通问题(2-APDCR).模拟实验结果表明了算法APDCR的有效性.     

无线传感器网络随机部署连通性研究

无线传感器网络在一定区域范围内随机部署时,需要布置适量的节点才能保证网络的连通性及网络服务质量。该文根据不同的条件,建立无线传感器网络随机部署的数学模型以研究网络的连通性。通过仿真实验验证了该模型的正确性,为无线传感器网络的随机部署应用提供了理论依据。     

无线传感器网络基于连通性的平面化算法

构建平面拓扑结构是无线传感器网络中一个重要的问题,它是设计许多高效网络协议的基础。传感器网络中许多重要的协议和应用都依赖于平面拓扑结构,比如著名的地理路由协议GPSR、GOAFR等。目前的平面化技术往往都需要网络中节点具有精确的位置测量信息。精确的位置或测距信息在资源受限的传感器网络中往往很难得到,因此基于位置的平面化技术的可应用性受到了很大的限制。设计有效的位置无关的平面化算法成为目前平面化技术研究面临的重要问题。本文提出了一种新的位置无关的分布式平面化算法。该方法仅基于网络的通讯连接关系信息,且运行复杂度低,便于分布式执行。本文通过证明确保所构建拓扑的平面性,并通过仿真实验验证了算法在随机生成网络中的有效性。     

无线传感器网络部分覆盖算法及连通性研究

研究了无线传感器网络在部分覆盖下的节点配置及网络连通性问题。首先,基于最优正六边形拓扑架构,给出了节点密集分布条件下的覆盖率与相邻工作节点间距的解析关系,并在已有的最优完全覆盖算法OGDC的基础上进行了扩展和改进,从而得到了一种新的网络节点配置算法EGDC（Extended OGDC Algorithm）。该算法可以有效地选择出合适的工作节点以达到任意给定覆盖率下的部分覆盖。此外,还给出了一种检验和评价网络连通性的方法,通过该方法可以对网络的连通性进行量化分析,并给出了一项评价网络连通性的指标。仿真表明,EGDC可以有效地实现任意期望覆盖率下的网络配置并保持网络的连通。     

无线传感器网络连通恢复综述

针对无线传感器网络中连通恢复问题,分析和总结了近年来相关的主要方向和研究成果,同时对无线传感器网络连通恢复解决方法进行了分类和总结,并指出了其中的不足与未来的研究方向。     

基于连通性的传感器网络节点定位算法

针对已有定位算法在区域边界定位误差大的问题,提出一种仅仅基于连通性的定位算法(RMBC)。通过加入功能简单的冗余节点来改进算法在区域边界附近的定位精度,并对冗余节点的通信半径和摆放形式进行分析。设计了一种新的定位算法评价标准——定位覆盖度。实验结果证明RMBC算法在定位覆盖度方面优于质心算法和APIT算法。与质心算法相比,平均定位误差降低了32.7%,最大定位误差降低了44.8%。     

基于连通性的无线传感器网络覆盖优化算法

针对无线传感器网络(WSNs)的覆盖优化和连通性问题,提出了一种基于连通性的WSNs覆盖优化算法(CC-BCBS).在二维监测区域内,CC-BCBS以传感器节点间的通信半径作为限制条件,只对连通的传感器节点进行Voronoi图划分,根据节点对应泰森多边形的覆盖情况构造盲区图,将盲区重心作为候选优化位置,使节点尽可能最大化覆盖监测区域.节点通信半径影响着区域覆盖的冗余度,故针对划分时可能出现的3种不同连通情况,给出了相应措施.仿真结果表明:CC-BCBS在覆盖率,分布均匀性,平均连通个数与连通率方面相比BCBS等算法有明显优势.     

基于目标覆盖的无线传感器网络的连通性优化部署方法

覆盖控制技术研究无线传感器网络空间资源的优化分配,以满足用户的感知需求.覆盖节点的连通性是覆盖研究的关键问题,决定了感知数据能否最终传递给用户.已知的研究并未涉及目标覆盖确定部署应用的连通性问题.因此,分析了目标覆盖中的连通性问题,首次提出针对目标全覆盖与维护节点集连通性关系的连通临界条件;针对连通性条件无法满足的情况,提出了一个维护连通性的优化部署方案.该方案首先建立连通子集间的最小生成树,构造连通候选集;然后,基于连通候选集,利用遗传算法得到优化候选位集.仿真实验表明,提出的优化部署方案既实现了对目标集的全覆盖,又维护了连通性,并使候选位集的元素个数更少.     

无线传感器网络连通性研究

为优化无线传感器网络的配置参数,减少网络拓扑结构变化次数,需对其组网算法和连通性问题进行研究。从概率论角度出发研究了网络参数之间的关系,在分析了节点连通度概率分布模型后,推导出了节点通信半径、节点个数、监测区域、连通度之间的关系,并在此基础上给出了一种连通性好且节能的无线传感器网络组网算法。通过仿真实验对算法进行验证,实验结果表明使用该方法组建的无线传感器网络连通性好,有很好的应用前景。     

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。     

基于最优连通功率控制的WSNs跨层路由优化算法

针对非连通区域节点空洞效应和热点区域节点间通信干扰导致的路由服务质量（QoS）下降问题,提出了一种基于最优连通功率控制的无线传感器网络（WSNs）跨层路由优化算法。算法采用自适应最优连通功率控制策略,在避免路由空洞产生和保证网络连通性条件下,降低热点区域节点数据转发竞争干扰;通过位置信息、剩余能量和干扰等级的跨层信息交互,动态选取最优转发节点,提高网络整体性能。仿真实验表明：算法能够提高路由（QoS）、优化网络生命周期和降低热点区域通信干扰。     

无线传感器网络中一种基于连通性的非测距定位算法

针对传统非基于测距的定位算法仅用二进制数评估连接与否而没有基于单纯的连通性导致定位误差增加的问题,基于1跳内相邻节点间距离的远近关系,提出了一种调整特征距离(CSD)算法.作为一个透明的支撑层,只需较少额外成本.仿真实验表明:嵌入CSD后的定位算法可以有效提高定位精度.     

基于事件驱动保持网络连通性的WSNs路由协议

为保证无线传感器网络（ WSNs）的连通性,延长网络有效工作期,提出了一种事件驱动成簇、能量高效均衡的路由协议。该协议避免了与事件无关的节点参与成簇而消耗能量,通过簇首选举的控制消息延时转发节省了网络能量,建立了综合考虑当前节点剩余能量和包含其邻居节点的平均剩余能量、当前节点到邻居节点和Sink节点距离的中继路由法则。仿真结果表明：与采用预成簇的AEEC协议和事件驱动成簇的ARPEES协议相比,所提出的路由协议推迟了首个死亡节点的出现时间,使WSNs有效工作期分别提高了4.3倍和47%。     

基于OCBC的WSNs分簇优化策略

针对无线传感器网络(WSNs)能量负载不均衡问题,为延长网络生存周期,提高能量利用效率,提出了一种基于OCBC的分簇优化策略.首先,通过经线和纬线对网络进行非均匀划分,同时根据节点的地理位置和剩余能量来竞选簇首.然后,非簇首节点选择距离较小且能量较大的簇首加入,从而构建成簇.仿真结果表明:该策略很好地促进了网络能耗均衡,延长了网络生命周期.     

单节点的无线传感器网络数据传输优化策略

为了提高无线传感器网络（WSNs）节点能量的利用率,延长WSNs的生存时间,提出了一种单节点的WSNs数据传输优化策略.首先对WSNs结构进行分析,并建立单个传感器节点数据传输优化的数学模型;然后采用惩罚函数法对数据传输过程中的传感器节点能耗进行优化;最后在Matlab 2012平台对其进行仿真分析.结果表明：该方法可以根据环境能量的变化对传感器节点能耗进行自适应优化,提高了节点的累积数据传输总量,可以较好适应环境能量不确定性.     

用于WSNs目标探测的传感模块设计

介绍了一种用于无线传感器网络（WSNs）中进行目标探测的传感器模块,描述了它的软硬件设计与数据处理的算法。该设计主要包括传感器单元、微处理器单元和射频通信单元。在传感器单元中对于外界目标的振动、声音和温度传感器信号进行了采集。在微处理器单元中使用数字信号处理对数据进行预处理并取得信号的特征值。在射频通信单元中将特征值通过WSNs传输到上位机。实验证明：该模块具有良好的稳定性和重复性,可以用于多种环境下的目标探测。     

无线传感器网络拓扑边界辨识算法

在无线传感器网络（ WSNs）中,网络的拓扑特征对于设计网络应用和网络优化具有十分重要的意义。在拓扑特征中又以拓扑边界最为基础,不仅边界本身具有直接的利用价值,而且 WSNs瓶颈辨识、WSNs近凸分块等算法都需要以获取边界信息为前提。提出了一种不依赖地理信息的分布式算法,通过借鉴自然现象热传导的规律和等温线只在边界中断的固有特点,在WSNs这一人工系统中模拟热传导过程,最终成功地辨识了WSNs的边界。     

一种基于网格的无线传感器网络分簇路由协议

为延长网络生存时间,提出了一种基于网格的无线传感器网络分簇路由协议.整个网络分成若干个虚拟网格,每个虚拟网格形成一个簇,采用唯一簇头选举法产生簇头,且簇内成员可以根据局部的信息调整簇的大小,达到节省能量的目的.仿真实验和分析表明:该协议能均衡网络能量,延长网络的生存时间.     

一种无线传感器网络故障节点检测算法

提出一种无线传感器网络故障节点的检测方法,无需事件或模型假设,通过识别节点序列中违反排名的节点找到故障节点.算法对实际应用中的噪声环境和子序列估计问题分别提出了相应的解决方法.仿真实验表明:在不同的网络设置下,漏检率和误检率均较低,算法具有良好的性能.