可充电无线传感器网络的有向充电优化算法

目前大部分无线可充电传感器网络(WRSNs,wireless rechargeable sensor networks)的研究只考虑全向充电,在真实环境中有很大的局限性。引入带有方向可调的移动充电器(DMC,directional mobile charger)后,全向充电路径规划可转化为无线可充电有向传感网(WRDSN,wireless rechargeable directed sensor network)的有向充电路径规划。为了实现这个目标,提出启发式算法,即DMC将局部传感器节点划分为若干个局部子集,并初始化一条运动路径。随后将WRDSN中DMC的轨迹问题转化为一个充电效用最大化问题,并从全局视角优化初始路径。最后,数值结果表明,该算法的性能优于基准算法。     

无线传感器网络的注意力机制充电策略

针对因能量受限所导致的传感器死亡等现实问题,提出一种利用注意力机制进行传感器充电的在线算法,能够根据网络环境的变化动态调整影响充电效率的属性权重,从而选择出合适的传感器节点作为下一充电目标;同时提出一种多周期充电规划策略,筛选每轮充电周期中有效的传感器集合,并根据移动充电设备的实时电量动态调整其充电频次.仿真结果表明:...     

无线传感器网络中协作干扰噪声策略研究

针对WSNs中节点间通信易受窃听的问题,提出了两种提高节点间可达安全速率的协作干扰噪声策略:零空间策略和最优噪声策略.零空间策略利用协作干扰节点到目的节点信道的零空间发送噪声,因而噪声只会干扰窃听节点而不影响目的节点.最优噪声策略利用协作干扰节点到目的节点和窃听节点的信道状态信息,通过优化噪声输入协方差矩阵最大化节点间的可达安全速率.然而,可达安全速率的最大化是一个很难直接求解的非凸优化问题,为解决此问题,本文设计了最优可达安全速率计算的一维搜索算法.仿真结果表明,提出的两种协作干扰噪声策略都可以显著提高WSNs中节点间的可达安全速率.     

无线传感器网络二维协作式定位方法

针对精度传统定位方式下的节点定位精度低的问题,讨论和研究了WSN(Wireless Sensor Network)网络中的节点定位精度问题。在基于RSSI(Received Signal Strength Indicator)无线传感器网络定位技术的基础上,通过分析二维位置参数估计的CRB(Cramr-Rao Bound)值,比较了传统定位方式下和协作方式下的位置估计,提出了设定阈值的协作式定位方法。该方法使部分节点在传统方式下定位,而部分节点在协作方式下定位。Matlab仿真实验证明,该定位方法能提高网络节点的定位精度。     

基于TOD的无线传感器网络多Agent协作模型

多Agent技术被越来越广泛地引入到无线传感器网络领域,但却没有可行有效的Agent协作模型。在此基础上,对传统TOD(Task Oriented Domain)协作模型进行了扩展,提出了基于面向任务域的无线传感器网络多Agent协作模型,使用加权和的方法根据不同网络任务类型制定相应的协作策略,仿真结果表明,与传统模型相比,该模型下采用协作策略可有效地减少节点能耗。     

一种相邻节点协作的无线传感器网络可靠传输方案

针对无线传感器网络中不可靠的通信链路引发传输效率下降的问题,提出了一种基于相邻节点协作的无线传感器网络可靠传输方案(NNCS).该方案利用无线信道的广播特性,通过选择成功监听到数据传输的相邻节点来承担协作传输任务(重传或转发),以降低重传次数,提高传输效率.在方案中,相关节点根据自身传输能力发送数据应答以竞争协作机会,同时通过信道监听避免发生竞争冲突.实验结果表明,较之传统重传方案,NNCS能够以更少的传输消耗达到更高的传输成功率,并有效降低了端到端的传输时延.     

无线传感器网络协作无信标可靠路由协议

针对无线传感器网络可靠性传输度量标准不够准确的问题,提出了基于包接收率模型的协作无信标可靠路由协议CBRR。CBRR充分利用无信标转发和协作通信的优势,完全避免冗余探测包的使用,并通过等待响应时间设定、协作节点概率保证以及冗余数据包发送等方式实现单跳数据传输的可靠性保证。仿真结果表明,CBRR协议不仅能够提供高可靠性支持,而且具有良好的传递成功率、传输延迟和能量效率。     

无线传感器网络节点协作的节能路由传输

针对无线传感器网络(WSN)中数据传输低能耗的需求,提出了一种节点协作的节能路由传输(ECGR)算法.该算法由以下2个方面构成:在物理层,WSN根据数据包循环冗余校验功能获得能够正确解包的节点,然后利用竞争选取算法推举出簇头节点,并通过与簇头节点进行信息交换,形成协作节点簇,从而进行协作发射信号,最终实现多节点分集增益;在网络层,协作节点簇利用基于地理位置信息路由算法,促使数据包始终向目的节点路由,避免了数据包路由向其他方向扩散.与其他同类算法相比,ECGR算法不仅增加了节点簇的传输距离,而且降低了网络整体能耗,并将能耗平衡分布于诸多节点,进而延长了网络寿命.仿真实验表明,当节点密度为0.03时,历经400次仿真,ECGR算法的节点存活率比基于地理位置的路由算法提高了70％.     

基于协作分集技术的无线传感器网络传输性能

对基于协作分集技术的传感器网络传输性能问题进行了深入研究,建立了多信源、多信宿和多中继的传感器网络协作分集模型,推导出了在该模型下传感器网络的传输性能具体表达式,据此可以定量地计算在协作分集下多信源、多信宿和多中继的传感器网络的传输性能指标,为进一步讨论协作选择策略等技术方案在实际的无线传感器网络环境中的应用提供理论上的判断依据.另一方面,本文也从理论上证明了协作分集技术可以提高传感器网络的传输性能.最后利用仿真参数,给出了主要的几个仿真结果,其反应出来的协作通信下的无线传感器网络传输性能变化特点与本文的结论相吻合.     

无线传感器网络定位方法综述

介绍了国内外研究机构在无线传感器网络定位方法方面开展的研究工作,并对这些研究工作进行了归纳和总结.定位的基本方法分为距离式定位和非距离式定位.距离式定位是通过测量距离或角度进行位置估计,测量数据的精度对定位精度有很大影响.非距离式定位是通过节点间的hop数或估计距离计算节点的坐标,这种方法不需要测量距离或角度,利用估计距离代替真实距离,算法简单但精度不高.无线传感器网络中定位方法的应用需要针对不同的应用场合,综合考虑节点的规模、成本及系统对定位精度等要求来进行设计和选择.     

无线传感器/执行器网络SA协作分簇算法

针对现有分簇算法大多没有考虑监控区域内事件发生频率和执行任务能耗的因素,导致无法适应无线传感器/执行器网络的特点,提出一种基于SA协作模型的分簇算法（CASA）.算法从全网的能耗和时延影响的角度,建立基于SA协作的能耗模型,综合考虑时延和连通度等约束条件,以网络能量优化为目标,构造非线性优化函数,利用KKT条件求解网络理想执行器节点个数和传感器节点传输半径等网络分簇所需参数,并在此基础上完成节点的部署和成簇.该算法通信开销较小,网络平均时延和能耗等仿真结果表明：相比典型算法,能够在满足一定连通度的前提下,优化网络部署,增强网络实时性和能量均衡性.     

协作MIMO无线传感器网络最小能耗分析

为延长无线传感器网络(WSN)的生命周期,引入了协作多输入多输出(MIMO)技术。分析了在垂直贝尔实验室分层空时(VBLAST)结构和正交幅度调制(QAM)情况下,使协作MIMO系统能量损耗达到最小的模式。仿真结果表明,不同的协作MIMO系统最小适用距离并不相同;最佳协作MIMO系统比传统单输入单输出(SISO)系统可节省90%的能量。     

无线传感器网络中基于贝叶斯准则融合的协作频谱感知算法

文中将认知无线电应用于无线传感器网络中,考虑了传感器节点的能量有限、传输数据量较多、频谱资源受限、次用户如何避免占用主用户信道等情况下,构建一种认知无线传感器系统模型.该系统在对授权用户不造成干扰的前提下提高频谱利用率,解决频谱资源受限的问题,并在此基础上提出了基于贝叶斯准则融合的协作频谱感知方案,同时定量的分析了虚警代价与漏验代价对系统的影响.仿真结果表明,相比传统的或融合、与融合协作频谱感知方案而言,该方案较好的提高了无线传感器网络频谱感知的可靠性和准确性,同时更明确地指出虚警代价相比于漏验代价大时,可有效地使系统平均总代价降低.     

基于仿生学信任信誉模型BTRM的无线传感器网络的信任协作研究与实现

 无线传感器网络通常部署在无人维护、不可控制的环境中,除了具有一般无线网络所面临的信息泄露、信息篡改、重放攻击、拒绝服务等多种威胁外,无线传感器网络还面临传感节点容易被攻击者物理操纵,并获取存储在传感节点中的所有信息,从而控制部分网络的威胁.通过研究蚁群系统中的协作,把基于生物激励信任模型(BTRM)中的信任协作机制应用于无线传感器网络.分析了当前常见的信任协作模型研究现状,归纳出常见的几种信任模型,并提出基于BTRM的无线传感器网路的信任协作模拟系统的功能及体系结构.重点论述了基于BTRM模型的无线传感器信任协作原理和信任协作模拟系统的设计和实现,通过把BTRM中的信任协作机制应用到WSN环境中,模拟显示,该机制在输出平均路径长度、平均满意度、平均满意偏差等方面均有较大的改进.     

无线传感器网络程序设计方法研究

无线传感器网络是由大量资源有限的计算设备通过无线方式构成的自组织网络,具有与环境紧密交互的能力,具有广阔的应用前景,是信息科学领域一个重要的研究热点。介绍了无线网操作系统Tinyos的特点及总体结构,分析了编程语言NesC的应用程序结构,说明了应用程序开发的步骤及运行。     

无线传感器网络研究

从无线传感器网络的概念、发展历程和特点,剖析了其节点以及网络体系结构、算法和协议等研究热点,并对广泛的应用领域做了描述。     

一种无线传感器网络入侵检测系统模型

为了提高无线传感器网络的安全性,针对该网络能量有限的特点,设计了一个入侵检测系统模型,模型采用了多节点联合协作的思路,入侵检测节点采用一种异常检测算法,节点之间采用能量最大节点选择的算法。仿真实验表明,系统能较好的解决无线传感器网络入侵检测的能量消耗问题。     

大型设备监测用新型无线传感器网络

针对工业环境大型设备的状态监测,对无线传感器网络节点及网络结构进行优化.将网络节点分为3个级别,并分别进行能耗及功能设计,综合提高网络生命周期.分析了大型设备周边无线信道特征,针对小尺度衰落及设备运转时对信号的随机遮挡,提出一种多簇头协作式超簇结构的无线传感器网络.仿真结果表明,超簇结构无线传感器网络的网络连通度及网络生存期明显优于传统无线传感器网络.     

无线传感器网络中源位置隐私保护方法

随着物联网的迅猛发展,位置隐私被认为是传感器网络中一个重要的安全问题。传统的加密方法不能有效地防止攻击者通过逆向追踪的方式来找到监测物体的位置。针对这些问题并考虑到攻击者具有较强的可视能力,本文提出了一种基于区域和兄弟节点选择的位置隐私保护策略(PRABNS,phantom routing based on area and brother neighbor selecting)。该策略能够使幻影节点均匀分布在源节点周围,并通过对部分区域的选择来使相邻数据包间隔一定的角度,选择兄弟节点来增加源节点到基站路径的多样性。仿真结果表明,该策略能提供更好地隐私保护性,在不增加太多能耗的前提下延长了安全时间。     

无线传感器网络中间件技术

目前,面向应用的无线传感器网络普遍缺乏统一开放的软件体系架构和高效的开发接口,因而阻碍了其进一步发展和应用.针对无线传感器网络特点,全面介绍无线传感器网络中间件软件的概念、设计需求与关键技术,并在此基础上分析其体系结构.同时,提出无线多媒体传感器网络中间件的概念,并构建一种基于Agent的无线多媒体传感器网络中间件体系.