无线传感网络分簇节点节能传输实验模拟分析

为了提高无线传感网络分簇节点节能传输控制能力,提出基于最优节能控制的无线传感网络分簇节点节能传输实验模拟分析方法.构建无线传感网络分簇节点优化部署模型,建立路由均衡控制下的无线传感网络分簇节点节能传输低能耗调度信道模型,采用自适应均衡的路由转发控制协议实现无线传感网络分簇节点节能路由探测协议设计,提取无线传感网络节点传输的相干性特征值,结合模糊特征提取方法进行无线传感网络分簇节点节能传输过程中的最优特征量提取,实现网络分簇节点节能传输的优化控制和自适应均衡调度.仿真结果表明,采用该方法进行网络分簇节点节能传输的自适应能量均衡性较好,数据转发的成功率较高,具有很好的节点数据收发控制和节能传输能力.     

异构传感器网络成本最优节点部署机制

针对异构无线传感器网络中节点的高密度部署情况,研究了异构传感器节点的优化部署问题。提出一种基于遗传算法的异构节点成本优化部署方法。算法以网络的容错性和覆盖性为约束条件,以部署的成本为目标函数进行优化计算得到保证网络覆盖和网络容错性所需的节点位置和节点类型。算法既适用于布尔传感模型,又能应用于概率传感模型。仿真结果表明该算法能快速收敛于最优解,降低网络部署的成本,是一种可行的异构无线传感器网络节点部署的解决方案。     

基于机器学习的无线传感网络室内定位研究

无线传感网络在能耗量化传导过程中具有随机分布性,导致网络节点的室内定位精度不高,为了提高网络的室内定位准确性,提出基于机器学习的无线传感网络室内定位方法.构建无线传感网络室内定位的节点优化部署模型,采用能量负载均衡控制方法进行无线传感网络的路由探测协议设计,建立无线传感网络节点传输的链路均衡配置模型,采用机器学习算法进行无线传感网络室内定位过程中的自适应寻优,提取无线传感网络节点输出信号的能谱特征量,根据能谱的聚类属性进行无线传感网络室内定位优化.仿真结果表明,采用该方法进行无线传感网络室内定位的精度较高,能量开销较小,网络节点的组网部署能力得到提升.     

基于轴面对称机制的物联网节点覆盖算法

为解决物联网部署过程中存在的节点覆盖强度低、传输盲区面积大,以及簇头节点受限等不足,提出了一种基于轴面对称机制的物联网节点覆盖算法.首先,采用等距分割方案,设计了一种基于轴面对称机制的区域覆盖方法,通过对称分布簇头节点来实现网络区域的初级分割,提高网络初始化覆盖效率.随后,鉴于主备机制难以进行节点动态更新,通过预热方式来部署多个镜像节点,构建了基于热备机制的簇头轮询方法,降低网络因簇头节点受限而出现传输受阻现象.最后,对初始化分割区域进行非等距优化,提出了一种基于量化部署机制的传输优化方法,增强网络传输能力,提升簇头节点对数据的传输效率.仿真实验表明,与改进的蚁狮算法的无线传感器网络覆盖优化和基于改进粒子群算法的无线传感器网络覆盖策略等方案相比,本文算法具有更高的拥塞控制能力和节点覆盖效率高,以及更低的簇头受限概率.     

基于网格的无线传感网传输延迟预测方法研究

针对无线传感器网络传输信道受到介质的多途效应影响而易出现传输时延的问题,提出一种基于网格的无线传感网传输延迟预测方法。构建无线传感网络的信道传输模型,进行无线传感器网络传输信号分析,结合传感器节点的优化部署方法进行节点网格路由设计,根据无线传感器网络信号传输的多径特征进行网格区域部署,实现无线传感网络的信道均衡控制,结合相关性检测方法进行无线传感网传输延迟参量估计,采用最大似然估计方法实现对无线传感网传输延迟的准确估计和预测。仿真结果表明,采用该方法进行无线传感网传输延迟预测的准确性较高,降低了传输延迟失真和误码。     

考虑节点能量消耗的无线传感网络平衡路由算法设计

传统方法设计无线传感网络路由中,往往忽略了节点的能量消耗以及不同节点能耗的差异性,导致节点分布不均匀,路由平衡度较差,整体开销成本较大,能耗高等问题。为此,提出了考虑节点能量消耗的无线传感网络平衡路由算法。构建节点能耗模型,建立无线传感网络梯度和传感器节点之间的信息素,结合蚁群算法求解整体能耗模型,实现无线传感网络平衡路由的算法设计。实验结果表明,所提方法可提高无线传感网络中节点的均匀分布能力,降低整体能耗开销,减少能量消耗,有效实现无线传感网络平衡路由的算法设计。     

障碍物下辅助力导引IWD优化传感器部署策略

为进一步提升传感器节点部署算法性能,提出基于智能水滴优化(Intelligent water drop algorithm,IWD)辅助力导引的传感器节点部署算法.首先,对障碍物存在情况下的结构模型进行设计,给出该模型的路径损耗指数和通信半径的计算策略,同时对传感器节点IWD优化部署策略进行流程设计;其次,为增强传统IWD算法性能,采用辅助力导引方式对传统IWD进化泥土参数更新进行重新设计,增强泥土更新后水滴多样性保持效果,从而实现算法性能提升;最后,利用MATLAB制作了大小为60m×70m,规模为100组节点,包含障碍物4个的仿真算例,并选取标准IWD优化策略和差分进化算法作为对比算法,对所提算法在传感器节点部署上的覆盖率和效率优势进行验证.     

基于改进的微粒群算法的WSN节点部署策略

在无线传感网络部署中,必须保证无线传感器节点能够有效地覆盖被监测区域.为了减少节点部署时产生覆盖盲区,提高网络的覆盖率,本文提出了一种基于改进微粒群算法的无线传感器网络节点部署优化策略,以网络的覆盖率为适应值函数,将传感器节点的部署问题转化为目标优化问题,通过采用k-means聚类算法划分子种群,并且对子种群进行动态重...     

5G背景下智慧农业通信节点部署策略

针对5G背景下大规模智慧农业传感器网络通信节点在三维空间内部署时,传统的随机节点部署方式存在高能耗、高成本及节点脱节问题,提出了一种基于维诺图(VD)与飞蛾扑火算法(MFO)结合的节点优化部署策略。首先,利用5G通信高带宽的特点,设计了一种分层式通信方案,在此基础上,建立了分层式节点最优部署模型、通信能耗模型以及传感器信息传输网络全连通模型;其次,针对MFO算法种群生成的随机性及搜索无向性的缺陷,设计了基于三维VD的引导式搜索算法(VIMFO);最后,通过对相关模型进行优化求解,从而取得传感器网络通信节点的部署位置。仿真结果表明,与经典MFO算法相比,VIMFO算法能够在提升寻优速度37.89%的基础上,降低传感器通信网络能耗6.9%;在保证农田传感器通信网络节点全连通的前提下,提升了通信网络节点的生存周期。     

基于多信息素蚁群优化的WSN节能路由方案

针对当前无线传感器网络节能路由算法中出现的计算效率低和节能效果不佳等问题,本文提出一种基于多信息素蚁群优化的节能路由方案.该方案通过综合考虑节点剩余能量、相邻节点数和节点间距离等因素,在节点能量利用率较低的情况下,利用多信息素蚁群优化算法寻找传感器节点到基站的最佳路由,以经济的能耗将传感数据传输到基站.实验结果表明:与其他对比算法相比,本文提出的算法具有明显优势,能够有效实现节能路由开销,提高网络寿命的目标.     

完全服务轮询控制系统分析研究

由于无线传感器网络中节点的能量有限,文章从无线传感器网络节能的角度出发,基于离散时间的完全服务轮询控制系统,提出了分忙闲站点的完全服务轮询控制系统.系统根据站点所处的不同状态只对有信息分组的忙站点进行发送服务,该模型能避免对空闲站点的无谓查询,提高系统能量利用率,降低系统的等待时延.采用概率母函数和嵌入式马尔科夫链的方法建立了系统的数学模型,并精确解析了系统的平均排队队长与平均等待时延重要性能参数.模拟仿真结果表明了理论分析和仿真实验的一致性,与普通完全服务轮询控制系统相比,系统性能大大提高.     

依据站点状态的完全服务轮询控制系统

由于无线传感器网络中节点的能量有限,从无线传感器网络节能的角度出发,基于离散时间的完全服务轮询控制系统,提出了分忙闲并行调度完全服务轮询控制系统.系统根据站点所处的不同状态只对有信息分组的忙站点进行发送服务,该模型能避免对空闲站点的无谓查询,提高系统能量利用率,降低系统的等待时延.采用概率母函数和嵌入式马尔科夫链的方法建立了系统的数学模型,并精确解析了系统的平均排队队长与平均等待时延重要性能参数.模拟仿真结果表明了理论分析和仿真实验的一致性,与普通完全服务轮询控制系统相比,系统性能显著提高.     

基于移动节点的无线传感器网络覆盖优化

为了提高无线传感器网络监测区域的覆盖率,研究了节点随机部署的无线传感器网络的覆盖优化问题．在含有移动节点的混合无线传感器网络中,采用更符合实际情况的基于误警率的概率探测感知模型,以区域覆盖率评价覆盖效果．通过计算节点的联合探测概率寻找覆盖空洞,提出了基于最佳概率的移动节点优化策略．仿真结果表明：所提方法能够有效探测覆盖...     

基于虚拟力和果蝇优化算法混合控制水声传感器网络部署策略

提出了基于改进的虚拟力和果蝇优化(Virtual Force and Fruit Fly Optimization,VFFO)算法混合控制水声传感器网络部署优化的方法.该方法首先通过虚拟力算法对传感器节点的初始部署进行优化,以得到较好的初始部署状态;然后通过改进的果蝇算法对水声传感器网络进行重部署,同时分析了算法的移动部署能耗问题.仿真结果表明,该算法在相同能耗下能够得到更高的网络有效覆盖率.     

基于云模型粒子群算法的WSN节点部署优化

节点部署优化技术是无线传感器网络的主要应用点,也是近年来国内外学者研究的热点问题,它在军事、民防、环境等多个领域中具有广阔的应用前景.针对目前无线传感节点部署方法存在节点分布不均匀、覆盖不完全等问题,提出一种采用云模型改进粒子群算法,并将该算法用于无线传感器网络节点部署.对比实验结果表明,该方法能够以相对较小的代价完成传感器感知节点部署,能快速收敛于最优解,能够降低网络部署的成本,提高网络的整体覆盖率.     

基于灰色预测的无线传感网络路由优化算法研究

无线传感网络路由链路节点分布混乱,导致路由算法稳定性降低,提出基于灰色预测的无线传感路由优化算法。构建无线传感器网络路由节点定位模型,实现传感器节点自主链路分层转发控制,构建无线传感节点控制模型,提高路由探测的参数识别能力;采用灰色关联预测方法,建立无线传感网络路由探测模型,根据路由探测结果,获取教务数据采集系统无线传感器网络最优节点密度分布,融合模糊度参数,构建模糊信息调度优化设计模型,定位最优自适应特征信息,实现无线传感网络路由优化设计。仿真结果表明,无线传感网络路由设计的输出稳定性较好,节点定位精度较高,传输时延较小,提高了教务数据采集系统中的无线传感器网络传输和数据分析能力。     

无线传感器网络中目标检测节点的优化部署

为提高无线传感器网络的目标检测精度，提出了一种基于遗传算法的节点部署优化方法．通过把传感区域模型化为网格，将目标定位问题转化为确定目标在某个网格点的问题．随后，将传感器节点部署问题形式化为一个组合优化问题，其目标是在有限的成本和完全覆盖条件下减小最大分辨误差．遗传算法采用二进制编码表示节点的位置，使用单亲交叉算子和单亲变异算子来提高算法的执行速度和进化效率．实验结果表明，基于遗传算法的求解方案能快速地求出传感器节点位置优化问题的全局最优解，并满足目标定位的精度要求．     

Fieldbus网络中轮询协议的性能研究

采用生产者／消费者通信模型建立了轮询协议模型。轮询请求帧由主节点广播至生产节点，轮询响应帧由生产节点广播至所有消费节点，协议同步由主节点周期地轮询每一变量来完成。采用过程变迁ＴＰＮ混合方法对现场总线协议进行了分析和研究。对现场总线协议进行了模拟，讨论了响应时间、吞吐量和振颤等参数，给出了其性能差异和响应界限。根据本文的结论，现场总线的设计者能够做出满足不同通信需求的有效设计。     

用于无线传感网的低功耗集成电路技术

在传统集成电路(IC)的低功耗设计方法基础上,提出3种低功耗技术,并实现无线传感网传感器节点,作为实例验证。在系统级,提出联合编译技术的优化策略以及为无线传感网提供特殊低功耗模式的硬件架构。在电路级,基于集成电路算子设计方法学,考虑到在算法映射阶段时钟布局,提出时钟算子。以上技术均通过一个无线传感网传感器节点的低功耗设计实例来验证。测试结果显示,使用新提出的3种方法,在深度睡眠模式下,传感器节点芯片功耗为167μW,板级功耗可以达到1.035 mW。     

带非均匀节点分布无线传感器网络的高效节能数据存储

现有大部分无线传感器网络的分布式数据存储方法都依赖于传感器节点定位系统,这会导致节点消耗大量的能量,而且这些方法主要是针对均匀分布的无线传感器网络的,并不适用于非均匀节点分布的传感网络。为了解决这个问题,提出一种非均匀节点分布传感网络的大数据路由存储算法,其目的在于减少传感器节点的实际分布和地址。为了进一步节省数据存储空间和能量消耗,将布隆过滤器(Bloom filter)集成到节点上,从而进一步减少数据丢失和网络能量消耗。文中算法提供了高效的搜索服务,使数据在网络内的存储分布和路由能量消耗更加均匀,进而提高了网络的生存时间。文中算法在容错情况下通过减少冗余数据来提供高效节能的存储,并进一步减少数据的路由开销和存储空间的浪费。