基于距离和角度辅助的覆盖空洞修复算法

针对无线传感器网络中的覆盖空洞问题,提出了一种距离和角度辅助的覆盖空洞修复策略(DAAHP)。DAAHP算法在空洞边缘节点的通信范围内激活与其位置最优的冗余节点替换失效节点,从而达到修复覆盖洞的目的。结果表明,对于同一形状大小的覆盖空洞,与DFNFP算法和DACHP算法进行对比研究,DAAHP在覆盖空洞修复面积以及节点利用率方面都有明显的优势。     

无线传感器网络的连通与覆盖

由于无线传感器网络的节点是随机放置的，网络的节点数目、节点通讯半径和探测半径与网络的连通性和探测覆盖率之间有着密切的联系．为此，研究了无线传感器网络一个固定区域内连通性问题和探测覆盖率问题．连通性问题采用计算机模拟随机抛撒节点进行连通度测试的方法，给出了节点数、通讯半径和连通概率关系曲线；探测覆盖率问题采用概率模型求解的方法，给出了节点数、探测半径和探测覆盖率之间的公式．以此为基础，给出无线传感器网络节点通讯半径、探测半径和传感器节点数目的设计原则．     

无线传感网可信信息覆盖空洞检测策略研究

针对静止无线传感器网络运行过程中的覆盖空洞问题,研究并设计了一种基于可信信息覆盖模型的覆盖空洞检测策略.该策略挖掘和利用感测环境变量的空间相关性,通过栅格化将感测区域划分为多个方格,采用贪婪式策略对方格逐个计算其可信信息覆盖度,将其与可信信息覆盖阈值进行比较,进而判断可信信息覆盖空洞的数目和位置,最大可能地检测出所有可信信息覆盖空洞,并利用图像处理方法提取空洞边界.仿真实验结果表明所设计策略可有效确定可信信息覆盖空洞数目和边界信息.     

混合无线传感器网络覆盖空洞修复策略

针对混合无线传感器网络中的覆盖空洞问题,提出了考虑能量的基于移动节点的无线传感器网络覆盖空洞修复策略。采用概率感知模型建立联合探测概率密度函数,通过探测概率和剩余能量评价网络状态,从而确定覆盖空洞。提出了节点虚拟移动的空洞修复方法,在得到每个空洞位置后放置一个虚拟节点直至计算结束后调整移动节点位置,节约了移动节点能量。仿真结果表明:该方法可以有效探测并利用移动节点修复覆盖空洞,消耗较小的网络能量,提高了网络覆盖率和网络生存时间。     

无线传感器网络多重覆盖算法

针对区域覆盖中存在多个不同覆盖质量需求的目标覆盖的混合覆盖问题,提出了一种满足多个目标不同覆盖质量需求且兼顾区域覆盖的多重覆盖算法（WMCA）．该算法在覆盖有效的虚拟力算法（CEVFA）的基础上,假设被监测目标对节点有引力作用,建立了节点和被监测目标之间的联系,打破了传统的目标覆盖中指定节点覆盖特定目标的局限性;同时,弥补了现有以VFA为主的区域覆盖方法中,仅能提供区域覆盖或者目标覆盖而没有将二者综合考虑的不足．不同节点密度下的仿真结果表明：WMCA在满足特殊热点目标监测的前提下,最大限度地兼顾了网络的区域覆盖质量;相对于随机部署,其平均覆盖质量提高达15．99％,有效地利用了网络资源．     

三维环境下无线传感器网络的部署覆盖方法

针对三维传感器网络中节点的最优部署问题, 提出一种三维曲面上目标点的部署策略, 通过引用差分进化(DE)算法优化传感器节点的位置坐标, 提高了网络节点的部署效率, 并用最少的传感器节点实现对曲面上目标点的全覆盖, 解决了三维空间中传感器节点在监测目标过程中存在的三维感知盲区问题. 仿真实验验证了DE算法在解决三维空间覆盖问题的可行性, 表明DE算法具有一定的容错性, 并可有效提高网络节点的部署效率.     

基于协同路由算法的无线传感器网络能量空洞避免

在多跳的无线传感器网络中,靠近sink的节点由于需要转发来自外层网络的数据,其能量消耗速度快于离sink较远的节点,从而导致了"能量空洞"的出现,最终导致网络过早死亡.本文在分析现有路由算法的基础上,针对EEUC算法的不足,对其进行了改进,提出了多跳无线传感器网络中的协同路由算法.在路由节点选择时不局限于簇头作为路由节点,还可以将成员节点作为路由节点,让其分担了簇头的能量消耗.算法引入了距离因子和能量因子,既考虑候选路由节点相对于sink的距离,同时还考虑候选路由节点的剩余能量,以达到选择最佳路由节点的目的.仿真结果表明,所改进路由算法在网络生存时间,能耗均匀程度方面优于现有算法.     

无线传感器网络层次路由安全通信研究

在无线传感器网络中引入分簇结构,可提升系统吞吐量、降低系统延迟以及节省能量。但已有的分簇方案并未较好地实现簇的安全通信。针对此问题,提出SSCRA协议,借助覆盖半径来确定簇规模成簇,簇间采用多跳路由。为实现安全通信,簇内和簇间分别利用簇密钥和簇间密钥来保障数据包的加密和认证性。仿真实验表明该协议以较低的能耗增强了分簇传感器网络的安全性。     

无线传感器网络中覆盖区划分的研究

提出了一种基于确定性覆盖的覆盖区划分方法,解决了一个确定的区域需要用多少个活动节点覆盖及覆盖区如何划分的问题.首先把节点覆盖区抽象为几何学中的圆.然后在保证网络一定连通性的约束条件下,通过动态规划的方法优化网络覆盖区数量和覆盖半径,使网络内所有覆盖区的半径累加和最小,剔除冗余的节点降低网络的覆盖成本.最后,对网络的抗毁性进行了分析,验证了本文的网络覆盖划分方法是有效的.     

基于无线传感器网络的优化点集覆盖算法

针对无线传感器网络对目标区域覆盖过程中会产生大量冗余节点,从而导致网络能量消耗过快以及节点覆盖的不完全性等不足,提出了一种基于优化点集覆盖算法.该算法利用高斯正态密度函数和覆盖区域的概率函数对点集进行优化,通过节点感知半径与节点数之间的定量关系给出满足一定覆盖率要求下最优节点集,进而优化了网络资源,提高了网络生存周期和...     

无线传感器网络中覆盖问题的典型理论与算法

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。立足于无线传感器网络的覆盖控制问题,本文着重讨论了一些典型的无线传感器网络覆盖控制算法与协议,最后进行了各种算法的比较性总结,深入分析了目前无线传感器网络覆盖控制亟待解决的问题,并展望了其未来的发展方向。     

面向目标覆盖的无线传感器网络确定性部署方法

针对无线传感器网络中随机部署节点集划分法不能保证离散目标点优化部署的问题,利用目标点最多层交叠域及遗传算法设计了一种面向目标覆盖的最优确定性部署方法.该方法通过目标点最多层交叠域寻找监测目标点集的传感器节点候选位置,基于候选位置点并利用遗传算法找出实现目标监测的最少节点数及节点位置.所提算法中候选位置点的选取简化了遗传算法中的编码工作,且与适应度函数相结合加速了算法的收敛,而遗传算法提供了最佳位置点的寻求方式.仿真试验表明,所提方法在满足用户感知需求的基础上具有较少的部署节点数,通常被控制在目标点个数的30%以内,极大地降低了网络部署成本,实现了无线传感器网络空间资源的优化分配.     

无线传感器网络多目标关联覆盖

针对多目标网络覆盖中传感器节点和目标的关联关系,依据数据挖掘中的关联规则挖掘技术,设计了多目标关联覆盖算法MTACA．考虑到能量的有效性,利用关联规则挖掘方法动态地确定目标集合和传感器节点集合,通过节点集合工作状态的转换完成目标的完全覆盖,延长了网络使用寿命．同时,改进了适应区域覆盖的PEAS算法,使其适应多目标覆盖的应用．通过仿真对MTACA和改进的PEAS算法进行了性能分析．结果表明：MTACA算法和改进的PEAS算法在目标完全覆盖能力和网络使用寿命上明显优于随机部署网络;MTACA算法在目标完全覆盖能力、网络使用寿命、网络剩余能量以及节点间能量消耗均匀性上明显优于改进PEAS算法．     

无线传感器网络中覆盖度和连通度问题的研究

对无线传感器网络中的覆盖度和连通度问题进行了研究。传统的求解覆盖度和连通度问题的整数规划算法对于大型的无线传感器网络，其整数规划算法的求解时间复杂度过高，导致算法效率偏低，通过对CCP—WSN的研究，提出了一种新型的求解CCP-WSN的盲覆盖区增强算法，该算法采用启发式的策略，大大降低了求解的时间复杂度，并且能够求出网络的近似最优解，非常适合于分布式应用。     

最大化全移动无线传感器网络寿命的可信信息覆盖重定位算法

针对全移动传感器网络覆盖空洞的修复以及网络寿命最大化问题,研究并设计了一种基于可信信息覆盖模型的传感器节点重定位协议。该协议在可信信息覆盖模型下的信息网格的概念下,设计一种局部信息网格结构,通过使用移动最近的冗余传感器节点修复覆盖空洞区域来维持网络的完全覆盖。仿真结果表明,所设计的协议与现有的协议传感器节点重定位协议相比,可以有效减少重定位的移动能量消耗,明显提升全移动传感器网络的工作寿命。     

无线传感器网络多重覆盖成簇算法

在传统的无线传感器网络簇生成算法中,簇首的选择没有考虑其剩余能量,也没有分析簇首为簇内节点提供数据转发服务存在服务失败的问题,为此提出了一个新的无线传感器网络簇生成算法———多重覆盖成簇算法,该算法以待选簇首节点的剩余能量和节点初始能量的比值作为簇首服务的失败率,在此基础上算法选择的簇首通过对关键节点进行多重覆盖,以保障关键节点数据的可靠传输.最后,通过仿真实验验证了算法的有效性和正确性.     

基于连接信息的无线传感器网络边界节点识别算法

无线传感器网络边界节点检测是识别网络覆盖空洞和提高数据路由效率的关键。为提高边界节点识别的精度,降低识别过程中对节点位置信息的依赖和能量消耗,提出了一种分布式边界节点识别算法(distributed boundary node identification,DBNI),该方法无需节点位置信息,仅依靠节点间的连接信息即能够有效识别网络中的边界节点。基于MATLAB的仿真实验和Zig Bee节点的实验结果都表明,同其他算法相比,该算法识别精度高,能量消耗低。     

无线传感器网络移动节点定位算法的研究

以大型灾害搜救为背景,在经典的三边定位算法基础上,针对无线传感器网络中节点在定位过程中小范围移动的问题,提出了基于三边定位方法的移动节点定位算法。该算法以节点的通信半径和信标节点与待测节点之间的距离为依据,通过分析这两者存在的关系,可以将待测节点的位置初步划定在一个较小的范围内,再通过多次计算迭代,进一步缩小定位区域,最终实现对待测节点的精度定位。     

无线传感器网络的安全问题

随着传感器网络应用的广泛,安全问题也越来越重要。由于传感器节点在处理能力和存储能力上都有一定的限制,使得它与传统的无线自组织网络的安全实现有很大的不同。因此需要设计适合无线传感器网络的安全技术和协议。本文先介绍了无线传感器的安全特点,接着分析了它可能受到的攻击,最后对密钥技术、密钥管理协议和安全路由进行了讨论。     

无线传感器网络中最优覆盖节点集的求解算法

在传感器节点高密度部署的环境中,如何保证在满足"覆盖要求"的同时,使用的节点数目最小是一个NP完全问题.结合遗传算法在处理集合搜索中的广泛应用,设计了一种基于遗传算法的节点集搜索机制.在保证充分覆盖的前提下,令一部分冗余节点进入低功耗休眠状态,形成最优覆盖节点集.最后进行了算法的性能评价和网络覆盖的仿真实验.结果表明,该算法能以较小的代价完成最优节点集的搜索,有效提高整个网络的生存时间.