基于传感器网络节点配置优化仿真研究

研究无线传感网络节点配置覆盖优化问题。由于无线传感网络存在着热区问题,对网络的覆盖性能造成严重的影响,同时影响网络配置优化。为了有效的提高无线传感网络的覆盖率,提出了一种改进的粒子群算法优化无线网络节点覆盖。针对粒子群算法存在易陷入局部极值和早熟的缺陷,引入遗传算法中的交叉算子和变异算子,优化传感网络节点的混合粒子群算法,在严格确保无线传感器网络连通性的条件下,传感器节点配置数目达到要求的覆盖度,并进行仿真。仿真结果表明混合粒子群算法能快速收敛到更精确的解,使网络节点配置达到覆盖的优化要求。     

传感器网络及其操作系统

介绍传感器网络的特点、网络配置和操作系统等几方面内容,指出存在主要问题,以便更好地开展相关研究工作.     

装备健康管理中的传感器优化配置问题研究

传感器优化配置是装备健康管理(HM)的基础。考虑传感器失效对健康管理能力的影响,以传感器代价和漏检故障的危害程度最小为优化目标,以检测性能指标为约束条件,建立了传感器优化配置的模型;并针对传感器优化配置是一个多目标非线性整数规划问题,提出了基于扩展微粒子群优化算法的模型求解方法。应用实例表明了模型和算法的有效性。     

遗传算法在传感器优化配置中的应用

针对于传感器网络中传感器配置问题,在保证局部网络损坏的情况下仍能进行检测,提高检测网络的可靠性,提出了用遗传算法对其进行优化,并设计了该遗传算法的计算步骤和其相应的适应度函数程序。计算了一个实例,得出了较好的配置方式,满足了传感网络可靠性的要求,说明了用遗传算法进行传感器优化配置是可行的。     

矩阵池在传感器网络密钥预配置方案中的应用

借鉴传感器网络中基于密钥矩阵密钥对预配置方案,设计出一个应用于传感器网络的高效密钥对预配置方案：应用矩阵池的密钥预配置方案。该方案提出了矩阵池的概念,将密钥的预配置建立在多个密钥矩阵之上,节省了节点的存储空间,增强了网络的可扩展性。将加密传输机制应用到密钥的传输过程中,增强了密钥传输过程中的安全性。通过本文的分析可以看出该方案有一些优良的特性,包括两节点间能以很高的概率成功建立密钥对、对入侵有较强的鲁棒性、低通讯量。     

分布式传感器网络研究进展

传感器技术和计算机网络的发展促使分布式传感器网络(DSN)快速发展,从少数大尺寸传感器的集合发展到微传感器集成,从固定节点发展到移动节点,从利用电话线通讯发展到无线通讯,从静态拓扑发展到动态拓扑.然而,技术的发展也带来了在有限带宽、有限能源、动态环境中处理大量数据的新的挑战.本文从网络结构、数据处理和最佳传感器配置策略几方面回顾了分布式传感器网络的发展,对我国分布式传感器网络的研究者将会有参考作用.     

改进的混合蛙跳算法在传感器配置优化中的应用

传感器配置优化是可测性设计的重要研究内容,将混合蛙跳算法应用于传感器配置优化是一种新的尝试。针对传感器配置优化属于离散问题求解,提出离散的混合蛙跳算法,设计了一种离散化的更新方式。为克服蛙跳算法的早熟收敛问题,在改进的离散蛙跳算法中采用混沌优化算法以概率的形式对全局极值进行了优化。最后通过具体系统实例验证了该方法的正确性和有效性。     

传感器网络中的能量消耗问题研究

基于电池供电的传感器网络的节点电源无法替换,导致能量消耗问题直接影响网络的生命周期。本文从硬件构成及运行机制、计算复杂性、数据通信量和能量攻击防范等方面,分析传感器网络的能量消耗问题;介绍部分能量消耗控制策略;指出只有从硬件和软件的各个技术层面建立统一的能源消耗量化评估模型,分析能量消耗问题,设计整体性的控制策略,才能保证传感器网络能量的有效性。     

基于传感器节点IPv6地址自动配置研究

现有IPv6地址配置方法的研究较多是针对移动自组网,然而IPv6的地址自配置协议并不完全适用于无线传感器中,为了解决无线传感器中各个节点快速分配得到唯一的地址,针对无线传感器网络提出了一种可以自动分配IPv6地址的协议WSNACP(Wireless Sensor Automatic Configuration Protocol),协议根据节点电量的多少确定一个值,并根据该值进行状态分配,高于此值的为代理状态和竞争状态,其他为普通状态。当代理节点离开网络时,竞争者将成为新的代理节点,为新加入节点分配地址。实验结果证明,该算法的预测准确率高于传统算法,附带的额外开销较小。     

保证覆盖的无线传感器网络梯度部署方法

在大规模随机部署的无线传感器网络中,数据通常逐跳汇聚到Sink节点,因而与Sink邻近的节点需要转发大量的数据,从而导致了Sink邻近区域内的节点因能量耗尽而引起网络失效。此时,外层区域的节点仍剩余大量的能量。本文首先提出了网络生存期最大化部署的问题,分析了无线传感器网络数据转发的特点,基于此特点给出了梯度的节点密 密度部署方法,以提高能量利用率,最小化剩余能量,最后通过理论和实验分析了梯度部署方法的性能。     

Sensor Placement for Sensing Coverage and Data Precision in Wireless Sensor Networks

We present a novel paradigm of sensor placement concerning data precision and estimation. Multiple abstract sensors are used to measure a quantity of a moving target in the scenario of a wireless sensor network. These sensors can cooperate with each other to obtain a precise estimate of the quantity in a real-time manner. We consider a problem on planning a minimum-cost scheme of sensor placement with desired data precision and resource consumption. Measured data is modeled as a Gaussian random variable with a changeable variance. A gird model is used to approximate the problem. We solve the problem with a heuristic algorithm using branch-and-bound method and tabu search. Our experiments demonstrate that the algorithm is correct in a certain tolerance, and it is also efficient and scalable.     

实现能量均衡消耗的传感器网络节点摆放策略

在传感器网络技术应用的民用领域中,采集信息的传感器节点位置固定,并且有些距离汇聚节点太远,需要加入中继节点转发数据。一些中继节点由于承担了过多的数据量而过早耗尽能量,影响了网络的生存周期。该文针对该种情况,提出了一种实现各节点能量均衡消耗的中继节点多级摆放策略,研究了如何通过调整中继节点的摆放位置和转发数据量,使传感器节点和中继节点在每一轮的数据传输中消耗相同的能量。基于该策略,还研究了中继节点数目与网络生存周期之间的关系,为延长网络生命周期和减小中继节点数目的折中提供了一种参考。     

基于矢量的无线传感网络能量有效配置算法

无线传感网络的能量消耗决定了网络的使用寿命,如何通过有效节点配置来尽可能地延长网络的生命周期是一个极具挑战性的研究课题.首先提出了一个基于一维网络模型的能量有效节点配置算法,并在将其扩展到二维平面模型的基础上,提出了一个基于矢量的中继节点放置算法.该算法在感应源节点位置和中继节点数给定的情况下,通过计算中继节点的位置得到整个网络的能量有效配置.模拟实验结果表明,在源节点和中继节点数之比为1∶2时,该算法得到的网络能耗比常规配置算法节省50%左右,该结果已在实现的火灾预警系统中得到应用.因为实际应用系统中,基于成本的原因,节点数规模总是受限的,因此该算法对构建低成本的无线传感网络应用系统具有重要意义.     

一种能量消耗相关的传感器网络中继节点布局策略

在传感器网络技术应用的某些领域中,传感器节点位置固定,并且有些距离汇聚节点太远,需要加入中继节点转发数据.如果某些中继节点承担了过多的数据转发量,会过早耗尽能量,从而影响了网络的生存周期.针对该种情况,提出一种实现各节点能量均衡消耗的中继节点多级布局策略,基于该策略,还提出两种能够有效减少中继节点数目的策略:数据的分流策略和数据的汇集策略.     

基于覆盖率的传感器优化部署算法

传感器部署是传感器网络工作的基础,对网络的运行情况和寿命有很大影响。针对传感器网络节点部署时首要考虑的覆盖问题,提出一种可以满足不同覆盖率要求的节点优化部署算法,在提高节点覆盖性能的同时优化节点数量,降低网络的配置代价。仿真结果证明,该算法可最大化节点的覆盖效率。     

Cost-Sensitive and Load-Balancing Gateway Placement in Wireless Mesh Networks with QoS Constraints

In wireless mesh networks(WMNs),gateway placement is the key to network performance,QoS and construction cost.This paper focuses on the optimization of the cost and load balance in the gateway placement strategy,ensuring the QoS requirements.Firstly,we define a metric for load balance on the gateways,and address the minimum cost and load balancing gateway placement problem.Secondly,we propose two algorithms for gateway placement.One is a heuristic algorithm,which is sensitive to the cost,selects the gate...     

多等级通信半径的无源传感器网络中的覆盖问题

无源传感器网络是近年来兴起的一种新型的网络结构,可用于解决传统无线传感器网络能量有限、寿命受限的问题.在无源传感器网络中,每个无源传感器节点配备有能量收集模块,可以从周围环境中获取能量.由于周围环境中的能量是无限的,这样,从能量的角度来讲,无源传感器网络的网络寿命是无限的.这样就解决了传统无线传感器网络寿命受限的问题....     

无线传感器网络中的资源优化

无线传感器网络是一种新兴的技术,与传统的网络相比最突出的特点就是超大规模,无人值守,应用环境变化频繁.解决能量受限问题,适应变化频繁的拓扑结构是目前无线传感器网络面临的最大挑战.针对这一特点,本文以优化网络资源和延长网络寿命为目标,归纳了无线传感器网络部署、任务分配、信息处理和中间件定位中的优化问题,并分别对这些具体问题进行了探讨,对一些可能的研究方向进行了简要的阐述,为以后的研究奠定了基础.     

Approximation Designs for Energy Harvesting Relay Deployment in Wireless Sensor Networks

Journal of Computer Science and Technology - Energy harvesting technologies allow wireless devices to be recharged by the surrounding environment, providing wireless sensor networks (WSNs) with...