无线传感器网络中节点动态功率管理方法分析

在无线传感器网络中,节点携带的电池能量十分有限,针对如何高效地利用能量、最大化网络的生存周期,提出了一种以时间序列分析中的自回归(AR)模型和滑动平均(MA)模型理论为基础的动态功率管理(DPM)方法。通过给节点设置相应状态切换的时间阈值,让节点对事件发生的时间间隔与时间阈值进行比较,来决定自身的工作状态。实验结果表明,此方法是有效的。     

基于网络编码的无线传感器网络功率管理

无线传感器网络中进行数据采集及其运算时均采用电池驱动,能耗便成了无线传感器网络设计时最应考虑的关键因素.采用网络编码时,中间节点发送的数据包是其接收信息的线性组合,传输一定大小数据包时最小化数据传输次数,传输次数越少,功率消耗也越少.分析了网络编码时无线传感器网络传输过程及其节能的原理,比较了是否采用网络编码的2种无线传感器网络传输方式的能效.结果表明,采用网络编码技术,可以有效地减少传输总功率,延长无线传感器网络的生存时间.     

无线传感器网络功率控制技术的研究

功率控制是无线传感器网络研究中的基本问题之一．它对于延长网络的生存时间、减小通信干扰、提高MAC协议和路由协议的效率等具有重要意义．较为全面地介绍了功率控制的研究进展,并且提出了一种新的基于邻近图的功率控制算法．理论分析和模拟结果均表明该算法具有较好的性能．     

基于灰色模型的动态功率管理空闲预测算法

为提高空闲预测的准确性,提出基于灰色模型的空闲预测算法.该算法对预测样本的数量和分布特征没有苛刻要求,仅使用少量样本数据就能够进行预测.预测过程可以动态调整预测参数,实现自适应预测,提高预测的准确性.实验结果表明,使用该算法进行预测得到的预测值接近真实值,准确性高于指数平均预测算法.     

太阳能无线传感器网络的能量预测与管理

无线传感器网络存在电池电量受限问题.为延长网络寿命,传感器节点可以通过太阳能电池板将太阳能转换成电能以供自身运转.基于太阳能的不确定性和间歇性等特点,提出了一种太阳能收集预测算法和能量管理方案,根据预测的能量,调整传感器节点的调度计划,实现节点的能量消耗中性,从而使无线传感器网络能够长期稳定地工作.仿真实验表明,所提出的方案在能量预测精度和能量管理策略方面有明显的优势.     

一种动态传感器网络中的功率控制方法

已经提出的传感器网络中的功率控制方法大多针对静态的传感器网络,不一定适用于动态的传感器网络.为保证传感器动态加入或者退出时网络中所有传感器仍然能同时发送数据,以所有传感器端的信干比高于某个阈值为目标,提出一种动态传感器网络中的功率控制方法.考虑了传感器依次加入、同时加入、依次退出和同时退出4种情况.仿真结果和理论结果相符,证明了提出的功率控制方法的有效性.     

基于功率控制的无线传感器网络节点定位算法

针对野外大面积区域、不需要知道节点精确位置的应用场合,提出一种基于功率控制的节点定位算法。采用功率控制方式,分别由3个基站形成包含未知节点的3个圆环,通过计算由3个圆环形成的交叉区域的质心来实现未知节点的定位。仿真结果表明:在方圆800 m范围内,算法的绝对定位误差可达到8 m以下,可定位节点覆盖度可达99%以上。算法的定位精度和可定位节点覆盖度随划分的基站广播功率等级数的增大而提高。该算法不需要部署锚节点,节点间也无须进行信息交换,具有较高的实用性。     

无线传感器网络功率优化算法

无线传感器网络由许多电池能量有限的节点组成,该网络主要收集感知区域的信息.节点能量管理的优化对于延长网络寿命具有重要影响,如果每个节点直接向sink节点或基站发送信息,节点电池很快耗尽,网络也会失去作用.提出了动态路由的新方法以平衡节点能量开销,在Dijkstra最短路径算法和改进遗传算法的基础上,以功率有效性为首要原则,建立了网络拓扑.仿真结果接近最优解,达到节省能量的要求.     

无线传感器网络中一种基于功率控制的MAC协议

无线传感器网络中,跨层协议的设计已成为研究热点.通过提取网络层和物理层中的一些信息,可以改进MAC(介质访问控制)层协议的设计.针对已有的一些跨层协议进行综合并优化,通过提取网络层的路由信息和物理层的发射功率信息,改进了MAC层TDMA(时分多址)方式下的时隙分配算法.通过更合理的时隙分配以及对每个节点发射功率的控制,使得整个无线传感器网络的能耗降低,寿命延长.从仿真结果可以看出该MAC协议达到了应有的效果.     

无线传感器网络卡尔曼流量预测算法

基于通用网络流量模型,采用时间序列建模,提出了一种专用于无线传感器网络的卡尔曼流量预测算法KTP/WSN.通过NS2仿真采集流量数据,使用该算法对流量数据进行预测.结果表明,该算法可以提前一个甚至几个周期预测网络节点的拥塞情况,提前做好路由选择,实现路由自适应控制,预测值和原始值偏差很小.进一步进行流量预测可对网络的占空比、能耗等做到提前自适应控制.     

一种有效的无线传感器网络密钥管理方案

针对无线传感器网络存储空间和带宽等局限性问题,提出了一种有效的无线传感器网络密钥管理方案.该方案采用椭圆曲线的双线性对加密技术对节点的身份进行认证,通过验证节点的合法性来抵抗非法节点的攻击.理论分析与仿真结果表明:当网络节点数为10～60时,节点存储密钥数只有2～12;节点之间能相互验证密钥的有效性,可以抵抗假冒、重放...     

基于博弈的无线传感网络功控算法收敛性分析

提出基于博弈论的功控算法的目标是降低能耗,减少引入的网络开销,增加网络寿命.从理论上证明了该算法采用优化动态反应来更新发射功率等级就能收敛到纳斯均衡.     

一种WSN中能量有效的分布式检测和功率分配算法

针对并行估计结构的无线传感器网络,讨论了无线传感器网络中的分布式估计问题,提出了一种能量有效的分布式估计算法,并对相应的功率分配问题进行了阐述。系统对于同一观测目标采用多发送单接收模式,由汇聚中心依据观测区域内的所有传感器节点发送的信息对观测对象做出估计,该算法基于LMMSE准则,考虑总能量受限和各支路信道状态信息两方面的因素,在满足一定系统性能要求的前提下,选定部分节点作为活动节点传输数据,并参与相应的功率分配,关闭未被选中的节点电源,从而实现有效的节能,进而延长无线传感器网络的生命周期。实验结果表明,该分布式估计的功率分配算法下的系统性能以及估计值的均方误差性能明显优于基于平均功率分配算法。     

An Efficient Key Management Protocol for Wireless Sensor Networks

Key management is a fundamental security service in wireless sensor networks. The communication security problems for these networks are exacerbated by the limited power and energy of the sensor devices. In this paper, we describe the design and implementation of an efficient key management scheme based on low energy adaptive clustering hierarchy（LEACH） for wireless sensor networks. The design of the protocol is motivated by the observation that many sensor nodes in the network play different roles. The paper presents different keys are set to the sensors for meeting different transmitting messages and variable security requirements. Simulation results show that our key management protocol based-on LEACH can achieve better performance. The energy consumption overhead introduced is remarkably low compared with the original Kerberos schemes.     

基于两种加密机制的ZigBee网络密钥管理方案

网络的安全性问题是制约ZigBee无线传感网络飞速发展的主要原因。密钥管理是保证网络安全性的基础,本文利用多边形顶点和边及对角线数目的关系,对网络大小和多边形顶点数目的关系进行统计分析,提出一种密钥管理方案,安全性能较高,对存储和计算的要求较低,节省了保证网络所需要的资源,对进一步研究ZigBee网络安全具有理论指导意义。     

异构分组无线传感器网络密钥管理机制

针对异构分组无线传感器网络结构和应用特点,在加密通信中使用组密钥和对密钥.组密钥使用基于双向散列链自愈组密钥分发方法按会话进行更新.网络中有直接通信需求的节点间都以双线性对方式建立对密钥.对密钥与组密钥相结合,以非交互方式按会话进行更新.分析表明：方案支持节点插入和撤销,安全高效,资源开销合理,适用于无线传感器集中式管理网络.     

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EBS的无线传感器网络密钥管理方法研究

针对现有无线传感网络(wireless sensor networks, WSN)群组通信中网络环境复杂、资源占用率高以及共谋攻击等问题,提出一种融合三元多项式和EBS(exclusion basis system)管理机制的动态密钥管理方法。通过分析现有方法的不足,从WSN系统模型和EBS密钥管理2个方面对其进行改进,针对WSN系统模型引入层次式拓扑结构,有效解决簇头节点存在的单点失效问题,在此基础上,根据EBS群组密钥管理方法,引入三元多项式算法对EBS管理机制的参数进行优化。仿真结果表明,改进方法与局域化组合密钥管理(localized key management, LOCK)方法相比,改进后的EBS方法可以减少传感器节点的密钥存储量,增加网络共谋链的长度以及提高WSN的网络抗毁性。     

基于Elman神经网络的无线传感器网络测距模型

以无线传感器网络为研究对象,在无线传感器网络覆盖范围内的不同距离内采集信号强度值,利用Elman神经网络建立信号强度值与距离之间的映射关系,将采集到的信号强度作为模型的输入进行训练,利用训练好的网络模型进行测距,结果表明具有良好的网络测距性能。     

无线传感器网络的路由协议研究

对当前几种典型的无线传感器网络路由协议进行了研究,将它们分为传统路由协议、基于数据为中心的路由协议、基于地理位置的路由协议、基于服务质量的路由协议、单层路由协议和多层路由协议六类．阐述了这些协议的特点,对每种路由协议的优缺点进行了分析,对它们的性能进行了比较．