无线传感器网络中连通问题的研究

通过把复杂的连通问题逐步化简，并利用理论分析、数学建模和几何证明。采用几何理论和数学归纳法的思想，从拓扑学的角度给出了传感器区域的一种网格划分方法。最后从理论上给出了在一个实现完全无缝连通的传感器区域内最少衙要多少簇首的解析表达式，即从理论上解决了把整个传感器区域至少划分成多少个簇才能实现完全无缝连通的问题。     

无线传感器网络中基于网格的覆盖问题研究

在无线传感器网络中,传感器节点数量直接关系到整个无线传感器网络的成本,而且该问题也和无线传感器网络的性能如鲁棒性、容错性密切相关,同时这也是无线传感器网络设计时首先要考虑的问题,所以该问题的研究对无线传感器网络具有理论和实践的重要意义。通过把复杂的覆盖问题逐步化简,并利用数学建模、理论分析和公式推导,采用几何理论和数学归纳法的思想,从拓扑学的角度给出了传感器区域的一种网格划分方法。最后从理论上给出了在一个实现完全无缝覆盖的探测区域内最少需要多少节点的解析表达式。     

WSN中一种规则区域最优覆盖与连通算法研究

在满足一定覆盖条件下,使用最少传感器节点完成对区域的覆盖与连通已成为无线传感器网络研究的一个具有挑战性的核心问题之一。为此,提出了一种规则区域最优覆盖与连通算法,该算法利用双重正方形将目标节点规划到内正方形区域内,通过传感器节点与目标节点求出关联模型,对于整个覆盖区域则利用概率期望值求出满足覆盖条件的最少传感器节点数,同时给出了外正方形区域边缘节点的连通概率模型及推理过程。实验结果表明,该算法的理论值与模拟结果之间的误差小于5%,验证了该算法是有效的,降低了网络资源的配置,可以更好地评估网络覆盖和连通性能。     

改进无线传感器网络路由算法的仿真研究

研究无线传感器路由高层设计的优化问题,由于无线传感器的节点能量有限,传统无线传感器路由算法存在簇首机制不合理、节点能耗不均衡、整个网络生命周期短等问题.为了延长整个网络生命周期,提出一种改进的无线传感器路由算法.算法首先将网络监测区域划分为若干个子区域,并采用静态分簇方式建立簇首,保证簇首选举的合理性,然后采用单跳和多跳相结合的混合通信方式,使网络负载更加均衡,防止节点能量过早耗完,最后利用NS2仿真工具对算法进行测试实验.实验结果表明,改进无线传感器路由算法使簇首选择更加合理,减少了能量消耗,网络负载更加均衡,有效延长了整个网络的生命周期.     

无线传感器网络的覆盖和连通研究

节点配置是无线传感器网络研究的核心问题之一。为实现传感器节点的配置,随机散布方式被广泛地采用。主要研究了无线传感器网络节点随机配置的完全覆盖和连通问题。通过对网络完全覆盖和连通的分析,给出完全覆盖概率、检测半径和节点数目之间的定量关系;分析了参数对配置的影响,对比高斯分布和均匀分布的配置特性,以指导传感器网络的节点放置。提出了完全覆盖径向连通的配置方案来优化传感器节点数目,从而降低网络的配置代价。最后,利用模拟仿真试验来评定结论。     

WSN中一种用于边界入侵检测的节点部署方案

入侵检测是无线传感器网络安全研究的一个重要方面。针对现有的入侵检测方案大多只考虑保护单一的网络设施,很少将整个WSN网络看作一个整体来进行入侵检测的不足,提出一种面向边界入侵检测的节点部署方案。首先将整个监测区域看作一个整体,然后基于逆高斯分布对节点进行部署,靠近边界的区域被部署更多数量的传感器节点,最后为了保证整个网络的连通和覆盖,通过将整个区域划分为多个轮,从理论上分析了在每轮中所需部署传感器节点的最少数目。仿真实验结果表明,该方案能够有效地实现入侵检测,在入侵距离和入侵所触发的传感器节点数目方面都要优于高斯部署和均匀部署方案。     

无线传感器网络1点和2点连通可靠性研究

无线传感器网络集成了传感器、微机械电子和网络通讯技术,它的巨大应用前景引起了军事部门、工业界和学术界的广泛关注.它的节点不是预先安置,而是随机撒放,那么就有问题:在假定每个传感器节点通讯半径一定,一个固定区域要抛撒多少节点才能保证这些节点组织的网络基本连通?要抛撒多少节点才能保证满足2点间的连通可靠性.本文进行了大量的计算机模拟试验,采用了随机抛撒节点,然后进行连通度测试的方法,给出了节点数、通讯半径和连通关系的曲线簇.通过对曲线簇的对数变换和对变换后曲线簇的回归分析,给出了仿真区间内的单点连通和二点连通的经验公式,取得了满意的效果.给出了通过几何变换可能推广任意通讯半径的方法.本文同时给出了在仿真中的重要参数:随机抛撒均匀分布的节点的邻居节点的分布规律,抛撒后节点满足通讯半径要求建立的连接数的分布规律.这些直接指导无线传感器网络的节点个数和通讯半径选择,连通可靠性设计.     

一种基于区域分裂与合并的势博弈网络拓扑控制算法

现有无线传感器网络拓扑控制算法在传感器节点部署密集或稀疏区域存在网络拓扑链路冗余、个别节点负载过重、瓶颈节点和网络生命周期短等问题。针对这些问题,提出一种基于区域分裂与合并的势博弈网络拓扑控制算法,该算法首先划分目标区域并随机抛洒传感器节点,在每个子区域内进行博弈并选出簇首节点,利用区域分裂与合并思想,在节点密集区域进行分割再博弈,防止部分节点负载过大,在节点稀疏区域利用权重链路进行合并,防止出现瓶颈节点以保障网络连通;然后对所有簇首节点实施二次势博弈生成簇首拓扑结构连接各子区域。仿真结果表明,该算法能够有效缓解节点负载,均衡节点能耗,延长网络生命周期。     

Ad Hoc网络区域最小覆盖方法研究

覆盖控制作为无线传感器网络中的一个基本问题,反映了网络所能提供的“感知”服务质量,可以使无线传感器网络的空间资源得到优化分配,进而更好地完成环境感知、信息获取和有效传输的任务.如何计算同时满足“覆盖要求”（工作节点必须能够完全覆盖目标区域）和“连通性要求”（工作节点组成的通信网络必须是连通的）的最小节点集合,是一个NP难问题.本文设计了一种基于目标区域Voronoi划分的改进集中式近似算法,用于计算完全覆盖目标区域所需要的近似最小节点集.     

基于组合加权分簇的三维无线传感器网络覆盖控制方法*

节点部署是无线传感器网络的一个基本问题。针对传感器节点的能量有限,如何在有限的能量下,实现对目标区域的覆盖最大化,本文提出了一种能量有效的三维传感器网络覆盖控制算法,根据节点的可用能量,与邻节点的平均距离以及连通度的组合加权值来确定簇首节点,并通过仿真实验验证了该方法的能量有效性,研究结果表明,基于组合加权分簇的覆盖控制方法在保证一定的覆盖率以及连通性的前提下,降低了节点能耗,均衡了网络能量,延长了传感器网络的生存时间。     

基于传感器网络通信环境的节点覆盖控制分析与研究

组织在传感器网络簇域中的传感器节点可以通过单跳或多跳的通信模式传送数据到相关的簇首。从传感器网络敏感的能耗问题出发,研究了不同类型的通信模式下传感器节点的能耗,并且通过建立数据聚合模型进行分析、推导和仿真,确定了最佳簇首节点数量,证明了决策最佳簇首节点数量方法满足传感器网络覆盖控制的可行性。     

无线传感器网络中基于虚拟力的覆盖算法

在无线传感器网络的很多应用场景中,大量的传感器节点被任意播撒在被监测区域内,形成很多覆盖空洞,对无线传感网络的感知、监测和数据采集能力造成很大影响。为了解决无线传感器网络中的覆盖问题,提出了一种基于虚拟引力的覆盖算法。首先,根据虚拟引力产生的约束条件和引力大小,一种扩大网络覆盖范围的算法被提出,算法分析证明这种算法能够减少覆盖空洞;第二,提出了维持邻居节点连通性的方法;第三,提出一种覆盖感兴趣区域的算法。仿真结果表明,这种算法既能提高网络的覆盖能力,又能减少传感器节点的移动距离。     

无线传感网络中部分覆盖与拟连通冗余节点的研究

随机部署的无线传感网络通常包含大量的覆盖与连通冗余节点,这些节点不仅造成大量的能源浪费,同时影响网络的性能。为此,需要对网络中的覆盖与连通冗余节点进行有效的调度配置。考虑到无线传感网络中覆盖与连通冗余节点识别算法的复杂性,提出了一个新的“部分覆盖与拟连通的冗余节点”概念,它对网络具有同覆盖与连通冗余节点类似的影响,与覆...     

异构无线传感器网络中覆盖度和连通度的研究

覆盖度和连通度研究是无线传感器网络中的关键问题。以往研究背景为同构无线传感器网络,这样可以简化问题,但随着问题的深入,不得不考虑异构节点覆盖。系统地对异构无线传感器网络进行了分类,提出了感知异构和通信异构结合的无线传感器网络下的异构节点感知模型,其次分析了两类异构节点之间的覆盖度的计算,最后分析了异构网络的单连通和重连通。此外实现了大量的仿真实验,得出了节点数量和单连通、重连通的概率曲线。     

网格法在无线传感器网络部署中的应用

传感器节点的数量关系到无线传感器网络的总成本和网络的性能,是设计无线传感器网络优先考虑的问题。对无线传感器网络部署中重点考虑的覆盖、连通性和节能问题进行了讨论,基于网格法对几种不同的传感器部署方案进行分析,计算了它们的有效覆盖面积和有效覆盖率。通过计算和分析可知,传感器按等边三角形部署时,重叠区域小,需要的传感器数量少,是最理想的部署策略。     

Adaptive decentralized re-clustering protocol for wireless sensor networks

Wireless sensor networks are composed of a large number of sensor nodes with limited energy resources. One critical issue in wireless sensor networks is how to gather sensed information in an energy efficient way since the energy is limited. The clustering algorithm is a technique used to reduce energy consumption. It can improve the scalability and lifetime of wireless sensor network. In this paper, we introduce an adaptive clustering protocol for wireless sensor networks, which is called Adaptive Decentralized Re-Clustering Protocol (ADRP) for Wireless Sensor Networks. In ADRP, the cluster heads and next heads are elected based on residual energy of each node and the average energy of each cluster. The simulation results show that ADRP achieves longer lifetime and more data messages transmissions than current important clustering protocol in wireless sensor networks.     

Energy-Efficient Cluster in Wireless Sensor Network Using Life Time Delay Clustering Algorithms

Through Wireless Sensor Networks (WSN) formation, industrial and academic communities have seen remarkable development in recent decades. One of the most common techniques to derive the best out of wireless sensor networks is to upgrade the operating group. The most important problem is the arrangement of optimal number of sensor nodes as clusters to discuss clustering method. In this method, new client nodes and dynamic methods are used to determine the optimal number of clusters and cluster heads which are to be better organized and proposed to classify each round. Parameters of effective energy use and the ability to decide the best method of attachments are included. The Problem coverage find change ability network route due to which traffic and delays keep the performance to be very high. A newer version of Gravity Analysis Algorithm (GAA) is used to solve this problem. This proposed new approach GAA is introduced to improve network lifetime, increase system energy efficiency and end delay performance. Simulation results show that modified GAA performance is better than other networks and it has more advanced Life Time Delay Clustering Algorithms-LTDCA protocols. The proposed method provides a set of data collection and increased throughput in wireless sensor networks.     

一种新型覆盖连通率计算方法

针对在能量受限的无线传感器网络中传感器节点在部署时必须满足一定覆盖率和连通率的问题,提出一个基于正方形区域的新型覆盖率、连通率计算方法,该方法能够描述网络覆盖率、连通率、部署节点的数量、节点感应(通信半径)和网络区域大小之间的关系,计算出在满足一定覆盖率、连通率所需要部署的节点的数量。模拟实验结果表明该理论值和模拟结果之间的误差较小。