一种采用混合抗干扰方法的路由恢复机制

针对工业无线传感器网络中的干扰攻击问题,得出一种基于WirelessHART图路由的被干扰攻击节点路由恢复机制。通过干扰攻击检测方法获取被干扰攻击节点与干扰攻击区域,利用非协调跳频扩频技术生成被干扰攻击节点与周围节点的跳频序列,从而进行传统跳频扩频,对被干扰攻击节点进行再检测,结合路由代价与WirelessHART图路由算法将被干扰攻击节点恢复到网络中。仿真结果表明路由恢复机制能够帮助被干扰攻击节点消除干扰攻击影响,并在保证吞吐量的情况下成功加入到网络中。     

基于地理信息的传感器网络Sybil攻击检测方法

Sybil攻击破坏无线传感器网络中的冗余机制、数据融合等机制。目前已有的防范和检测Sybil攻击的方法具有一定的局限性。针对上述不足,提出了一种基于地理位置信息的Sybil攻击检测方法,该方法从事件观测区域到基站建立多条路径,事件区域根据多条路径中节点的位置信息检测网络中的Sybil攻击。仿真实验表明,此方法能够节省存储空间,降低能量消耗,信道出错率在10%以内时,对Sybil攻击的检测率达到95%以上。     

无线传感器网络低功耗混合地址编码算法

无线传感器网络低功耗MAC地址编码设计需要综合考虑地址通信能量开销、地址编码容量、不同地址类型支持等因素的影响。首先分析了现有定长地址编码和哈夫曼地址编码算法的优缺点,给出了地址编码性能评估参数,接着提出了一种混合地址编码算法,仿真结果表明新算法融合了两种地址编码优点,较好地满足了无线传感器网络低功耗MAC地址编码的设计要求。     

多跳无线传感器网络决策融合

研究了衰减信道下多跳无线传感器网络的决策融合规则,推导出了瑞利分布的信道模型下性能最优的似然比融合规则。该规则需要预知信道的实时状态信息,计算复杂,不适合资源受限的无线传感器网络。为此,提出了仅需要预知信道的统计分布信息的次优似然比融合规则,并分别在大信噪比和小信噪比情况下推导出了该规则的简化形式。理论分析和实验表明,次优规则性能损失轻微,显著降低运算量和信息消耗,适合在资源受限的多跳无线传感器网络决策融合系统中使用。     

无线传感器网络的系统建模与仿真实现

无线传感器网络是集分布式信息采集、信息传输和信息处理技术于一体的网络信息系统,能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集信息,并通过自组织网络将所感知信息传送到用户终端,具有十分广阔的应用前景。通过对无线传感器网络特点及协议栈的分析,在OPNET网络仿真平台上,搭建了基于多跳分簇网络的仿真模型,最后分析了相关仿真结果。     

基于蓝牙的无线传感器网络

提出了一种基于蓝牙技术的无线传感器网络,它采用基于信息触发的星型网络拓扑和节能工作模式,使得一个蓝牙主结点可以控制从结点的个数远大于7个,有效降低了每个传感器结点的功耗,加强了传感器结点的安全管理。     

多跳筛选无线传感器网络决策融合

为了在保证传感器工作效果的同时控制系统能耗,在资源受限的无线传感器网络决策融合系统中同时引入传感器信息的多跳传输方式和筛选传输策略。在瑞利分布信道模型下,推导出该系统的最优融合规则。但该规则需要信道的实时状态信息,实用性差。为此提出基于信道统计分布信息的次优似然比融合规则,并给出了小信道信噪比情况下的简化形式。理论分析和仿真表明,次优规则性能损失较小,运算量更低,信息需要更少,符合资源受限系统的要求;同时使用筛选策略,降低了系统的传输能耗。     

基于时间差的无线传感器网络节点定位方法

在分析RSSI、ToA、TDoA和AoA测距方法优缺点的基础上,给出一种基于时间差的节点定位方法.该方法无需锚节点与锚节点之间,以及锚节点与目标节点之间的时间同步,根据三个锚节点的定位信号到达目标节点的时间差,即可完成对目标节点的定位.以三个锚节点呈等边直角三角形布置为例,对定位误差进行计算并得出了提高目标节点时钟精度和增加锚节点之间的距离可减小定位误差的结论.最后,利用无线传感器网络测试床进行算法有效性验证,结果表明了所提定位算法的有效性.     

无线传感器网络中一种分布式声源定位方法

无线传感器网络中声源的集中式定位方法具有较高的定位精度,但是网络能耗过大,不适合实际应用,因此,提出了一种基于能量的分布式EM定位方法.该方法以声音能量衰减模型为基础,以EM算法为核心,对节点获取的声音能量信息进行分布式计算,估计得出声源的位置和能量.仿真实验表明,该方法在保证定位精度的情况下,能够有效地减小能量消耗,是一种具有应用价值的定位方法.     

基于免疫系统的无线传感器网络性能优化

根据免疫系统B细胞和T细胞模型,建立人工免疫系统与无线传感器网络间的相似关系,提出一种邻域节点选择算法,以判断传感器节点是否被激活。由于事件信息传递到汇聚节点会产生偏差,利用时空相关理论和自适应最小均方误差滤波算法,建立偏差与激活节点数目及偏差与节点通信频率之间的关系,确定传递事件信息所需最少激活节点数和最佳通信频率。不同条件下仿真结果表明,这种无线传感器网络优化策略能起到减少节点数目、降低通信频率及节约能耗的效果。     

一种适用于无线传感器网络定位的新方法

针对无线传感器网络,提出了一种基于恒模算法(constant modulus algorithm,CMA)的新定位方法(CMA-MAP)以及它的一种增强型算法(CMA-MDS)。其中CMA-MAP算法利用通信节点间距离的恒模性质,通过计算求出满足网络拓扑结构的多个局部最优解,并通过比较获得全局最优解。增强型算法(CMA-MDS)则是恒模算法与多维尺度分析技术相结合的一种新方法,模拟表明CMA-MDS可以提高估计的精度,且具有很强的鲁棒性。     

一种节能的无线传感网异构配置模型

依据对实际传感信息分布与无线传感网络工程需求的分析,提出一种新的无线传感网异构配置模型(WSNHEDPM).对传感节点中的传感模块按需要进行组合,使其与感知物理特征量空间分布特征相适应,以减少信息冗余,降低无线传感节点的能量负担.对两种配置方法进行了配置成本、能量消耗与生存周期方面的理论和实验分析比较.理论和仿真实验表明,该模型使无线传感网在面向实际普通应用环境时更为能量有效和合理.     

无线传感器网络中的异步协作通信方案

为了改善多跳传感器网络的性能,提出了一种基于三种空间分集技术的异步协作传输模式.该模式是考虑非同步网络传输,多个传感器通过共享天线,形成虚拟多天线发送/多天线接收(MIMO)的协作通信,并利用空时编码、发射天线选择和信号空间分集三种空间分集技术,有效抵制传输信道的衰落,提高了系统的分集增益.通过蒙特卡罗仿真,结果表明,对比传统的单发单收传输模式和异步空时协作传输模式,该传输模式获得了更高的分集增益,提高了系统的性能,从而节省了网络的能量损耗.     

传感器网络中一种能量高效的数据收集算法

为了在无线传感器网络中降低能耗和最大化网络生存期,提出一种能量高效的数据收集算法(energy efficient data gathering algorithm, EEDGA)。该算法利用移动代理模型在网络中进行数据收集。首先,EEDGA根据监测精度的要求控制活动节点的数量;然后,通过求最小支配集得到具体的工作节点;最后,利用蚁群算法规划移动代理迁移的最优路线,移动代理以渐进方式收集活动节点的监测数据。仿真结果表明,与典型算法相比,该算法具有更低的能耗和更长的网络生存期。     

Multi-power multi-radio传感网中联合调度、信道和功率分配的最优路由策略

研究了multi-power multi-radio无线传感器网络中联合调度、信道和功率分配的最优路由问题,并利用线性规划方程设计了该问题的最优路由方案,同时联合解决了链路调度、信道和功率分配问题.然后针对最优路由问题的NP复杂性,设计了有效的多项式时间解决方案.实验结果表明,提出的联合优化的路由方案能有效地减小端到端的传输时延和能量消耗.     

高密度无线传感器网络分簇定位算法

节点自身定位是无线传感器网络应用的支撑技术之一。提出了一种适用于大规模高密度无线传感器网络的分簇定位算法。首先定义了节点的势作为簇首选举依据,网络中节点间的距离由接收信号强度和通信半径的关系间接计算得到,各簇内的拓扑信息由簇首保存,簇首利用线性规划法实现簇内相对定位;随后从sink节点开始逐步进行簇间位置融合,最终实现全网的绝对定位。相比集中式的凸规划定位算法,所提算法计算复杂度低、通信量小、定位精度高,且不需要预先知道环境中的信号衰减因子,有一定的抗噪声干扰能力。仿真结果显示,在节点按均匀网格分布和均匀随机分布两种情况下,所提算法能取得较好的定位效果。     

基于订阅分解的无线传感器网络中间件

通过分析无线传感器网络的特性及其并发应用的特点,提出了一种新型消息中间件EventX,以便为实际应用提供高效节能的软件平台。首先定义了基于事件驱动的订阅模型,然后指出EventX的体系结构,并给出了根据时间、类型等对订阅进行分解的模型和算法,最后为低能量状态的节点设计了一种基于权重的贪婪决策算法。通过仿真测试,证明其能够减少网络数据传输开销,延长网络生存时间。     

集中式无线传感器网络TDMA优化调度方案

针对无线传感器网络周期性全局快速数据收集应用场合,提出了一种新的基于粒子群优化和禁忌搜索的混合算法,以对这类网络进行多指标TDMA优化调度。该算法采用基于熵权的逼近理想解的排序法对算法结果进行客观评价和择优。当网络数据收集任务量一定时,应用该算法,只需要较少的时隙数和能耗便可完成任务。仿真结果证实,算法搜索效率高,能改善网络TDMA调度效果,且比已经提出的一些TDMA调度算法性能优越。