一种有效的传感器网络区域查询算法

近年来,无线传感器网络基于事件查询的算法引起很多国内外学者的关注,也因而产生了不少的相关算法,它们大多主要体现在节点移动上。本文主要分析了现有的窗口查询算法的优缺点,针对当窗口中某个查询节点没有被收集而造成的空洞现象进行处理,以及在选择下一查询节点时考虑能量与距离的因素,提出新算法EQA(effective area query algorithm)。通过对算法进行仿真与分析,并与IWQE和ESA算法进行对比,结果显示新算法在网络耗能、查询质量、网络生命周期等方面都得到提高。     

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。     

一种基于WSN的目标跟踪节点唤醒策略

针对基于无线传感器网络的目标追踪应用提出了一种节点唤醒策略.对于目标是否进入网络监测范围,提出了巡逻监测法.对于已经进入监测范围的目标,提出了基于传感器节点自身的唤醒方法.理论分析与仿真表明该方法相对基于目标位置预估计的节点唤醒方法,提高了节点唤醒效率,减少了能量消耗.     

一种基于能量受限的移动 sink 数据收集策略

针对无线传感器网络中基于移动sink的节能数据收集问题,综合考虑传感器节点和移动sink的能耗,提出一种基于能量受限的移动sink数据收集策略（DC-ECMS）。 DC-ECMS包括3个阶段：①采用图论中最小支配集思想构建sink的驻留点;②采用蚁群算法规划sink访问驻留点的巡游路径;③sink沿规划路径周期性进行数据收集。仿真实验结果表明,DC-ECMS可有效延长网络寿命和提高网络的能量利用率,并且可扩展为多个sink进行数据收集,进一步延长网络寿命。     

WSN中一种自适应协作MIMO传输方案!

针对能量受限的无线传感器网络,提出一种能量有效的自适应协作MIMO传输方案.该方案能够根据传输信息的无线信道环境和传输距离,依据总能耗最小化原则对收发端协作节点数目和调制方式进行联合优化选择,进而提高网络的能量效率.仿真结果表明:与现有的协作MIMO传输方案相比,该方案能进一步提高无线传感器网络的能量效率,在理论上具有一定的参考价值.     

一种基于HMM的WSN先验事件分析模型

为了充分利用仿真过程中产生的有用数据,研究了利用隐马尔可夫模型对节点状态的识别方法.针对无线传感网络的特点,通过对Baum-Welch算法进行扩展,设计了一种节点事件识别算法.详细论述了该算法中状态约束、观察窗口的处理方法.深入分析了事件识别算法中节点数据获取、状态建模、隐状态推导等关键问题,并对该算法的时间、空间复杂度进行了解释.设计实现了一种无线传感网络仿真平台,验证了算法的有效性和实用性.     

一种新的WSN路由算法

针对无线传感器网络能量有效性问题,提出一种新的WSN路由算法ACPR.算法采用无线蜂窝网覆盖思想,使用角度比和距离比选取转发节点,并采取角度优先策略.通过NS2仿真验证,结果表明,在减少转发节点数和网络冲突次数上,综合考虑角度和距离信息选取转发节点策略优于距离选取策略,而且与DD和Activecast路由算法相比,ACPR算法提高了能量有效性.     

一种基于WSN的协议改进算法分析

针对无线传感器网络(WSN)路由协议LEACH 算法中簇首分配不均以及簇首与Sink节点直接通信的问题,提出一种新的无线传感器网络LEACH路由算法.该算法通过节点能量分簇,并在簇首的数据发送过程中引入了改进的多跳路由算法.仿真结果表明,改进后的算法在网络生存时间和节省能量上比LEACH 算法有了很大提高.     

WSN内一种基于TDMA的时隙优化重组算法

无线传感器网络内节点的时隙分配是影响整个网络能耗、时延的重要因素.STDMA的时隙分配算法能避免数据碰撞,在一定程度上降低了能量损耗,但由于每个节点分配的时隙固定、离散,造成节点频繁启动,损耗了大量能量,为此,在STDMA的基础之上提出了OTT-TDMA算法,在MAC层重新调度时隙,减少节点启动次数,同时尽量将节点发送时隙调度到接收时隙之后.实验仿真表明,改进算法在能耗和时效性方面比STDMA有一定提高.     

一种能量消耗平衡的线性无线传感器网络调度策略分析

考虑应用在公路、桥梁、隧道和地铁等场合的线性无线传感器网络,其线性和多跳传输特征造成能量不平衡消耗,靠近基站的节点需要转发大量数据,因此自身能量很快耗尽导致网络监控失效.以线性网络、均匀部署为研究内容,采用适当的调度策略平衡能量消耗,从而解决能量消耗不平衡问题.将节点转发信息的能量消耗和能量平衡作为约束条件,采用非线性规划方法建立一种线性传感器网络调度策略,通过调整节点到下一跳的距离和转发的数据量来平衡能量消耗,延长网络寿命.对影响网络寿命和节点效率的因素给出了详细分析,对节点之间不同传输距离的能量消耗给予了详细讨论,并进行了仿真.仿真结果表明,通过优化节点间通信距离和流量能够平衡能量消耗,延长网络寿命.     

一种应用于无线传感器网络查询的树型索引

数据收集是无线传感器网络的核心任务.提出了一种基于树型索引(TBI)的无线传感器网络结构,其中每个非叶节点可以获知子孙节点的传感类型.TBI通过使用分支限界技术,能够有针对性地投递查询,从而限制了查询扩散的范围.仿真结果表明,TBI能够有效地减小通信开销,在性能上优于基于简单树型结构的本地存储模式.     

一种基于改进遗传算法的WSN负载均衡聚类算法

针对无线传感器网络簇首需承担额外负载的问题,为了最大化网络寿命,提出了一种基于改进遗传算法的聚类算法.首先,将染色体表示为网关的一个字符串,通过考虑传感器节点与簇首之间的连接限制初始化种群;然后,构建适应度函数来评估初始种群的各个染色体;最后,利用遗传算法对染色体进行选择、交叉、突变,利用迭代算法完成聚类.结果表明,相比分布式自组织负载均衡聚类算法,本算法的执行时间可降低18.5%;相比基站控制自适应聚类算法,本算法收敛速度可提升50%;相比低占空比多管道调度算法,本算法平均负载标准差降低了81.2%;当网络轮数达到2 500时,相比其他几种较新的算法,本算法可降低至少40%的能耗.因此,本算法在WSN应用中可以很好地解决额外负载问题,延长了网络寿命.     

基于蚁群系统的WSN能量有效路由算法

针对无线传感器网络的能量有效性问题,基于蚁群系统的自适应性及动态寻优能力,以及无线传感器网络的自组织特性,提出一种能量有效的路由算法.为了优化路径概率选择,平衡节点间的能量消耗,将节点剩余能量引入本地启发因子.用路径平均信息素水平、路径节点平均剩余能量和路径长度评价路径质量,并将路径质量引入信息素全局更新.在源节点与Sink间建立多条动态优化传输路径,提高传输的可靠性.仿真结果表明,本算法可以减小延迟,提高能量使用效率,有效地延长无线传感器网络的工作时间.     

能量有效的传感器网络不规则区域时空查询处理算法

为了减少不规则区域时空查询处理的能量消耗和提高查询结果准确性,该文提出了一种基于树的不规则区域时空数据收集查询算法,该算法将查询区域内的节点组织成一颗树,树中的节点依次将其感知数据发送至其父节点直至汇聚到树的根节点.针对不规则区域时空聚集查询,提出了一种基于路线的算法,该算法沿一条路线收集查询区域内节点的感知数据并对其进行聚集以生成最终的查询结果.这两种算法均通过将复杂的不规则查询区域划分为简单的凸多边形,降低了判断节点是否在查询区域内的计算复杂度,且保证仅查询区域内的节点发送感知数据,减少了能量消耗.仿真实验结果表明,该文提出的算法优于现有的针对规则区域的时空查询处理算法.     

WSN中一种基于博弈论的拓扑控制算法

针对无线传感器网络的特点,提出了分簇无线传感器网络中一种基于博弈论的拓扑控制算法.以节点度和节点的剩余能量为参数建立收益函数,以各节点的发射功率作为代价函数,在保证网络连通性前提下,各节点通过调整发射功率达到各自效用的最大化.理论分析和仿真结果表明,所提算法存在纳什均衡,能够根据节点的剩余能量,自动调整各自的发射功率,...     

WSANs中一种基于能耗自适应的多反应节点的选择算法

为减少无线传感器反应网络(WSANs)中传感节点和反应节点间数据包的传输距离及传输能耗,在分析了传感节点与多个反应节点共存模型的基础上,提出了一种分布式的跳数有限且能耗自适应的多反应节点选择算法,并给出了相应的最优解决方案的整数线性规划(ILP)描述.该算法在修改了贪婪转发路由算法的基础上,通过限定传感节点到反应节点的跳数以及重新计算从每个用于数据转发的传感节点到每个反应节点的能耗,来达到保证实时收集数据条件下降低网络总能耗及数据传输总距离的目的.仿真实验表明,该算法能够有效地实现数据收集的实时性与网络总能耗之间的平衡.图3,参8.     

一种无线传感器网络中基于缓冲区管理的查询处理方法

对于大型无线传感器网络中要求同时支持大量的周期查询和ad hoc查询的软实时应用,提出了一种查询处理方法.设计网络存储结构,为查询处理设置合适的执行区域使其形成查询处理缓冲区,缓冲区内的节点映射了远程节点数据,并使查询和数据在缓冲区汇聚,及时得到处理.基于排队论建立缓冲区中查询任务管理模型,设计其优化策略,得到缓冲区的合适宽度和位置,并基于此设计查询处理算法.实验结果表明,该方法可以降低查询错失率并节约能量.     

基于数据聚合的无线传感器网络多径路由算法研究

由于传感器网络具有严格的资源限制、低速数据传输率及多对一的通信模式等独特的特征,传统用于无线移动自主网Ad—hoc的路由协议通常不能直接应用于该类网络;尤其是针对节点数目庞大的传感网,要处理的传感数据量大,在设计路由算法时必须保证其能效较高、能耗及负载均衡,以最大限度地延长整个网络的生命周期。结合数据中心及多路径路由特征,提出了一种基于数据聚合的多径路由算法。新算法不仅能在路由过程中实现能耗及负载均衡,而且能有效地消除数据冗余。理论分析和实验表明。该算法在节省能耗等方面具有一定的优势。     

一种能量有效的无线传感器网络信息收集协议

研究了无线传感器网络覆盖和路由相结合问题,提出了覆盖和能量有效（coverage and energy efficient,CEE）的任务分配策略．CEE的基本思想是：对于覆盖重要的节点完成感知任务,对于覆盖不重要的节点完成数据转发任务．基于CEE设计了基于栅格的覆盖和能量有效（grid-based coverage and energy efficient,GCEE）信息收集协议．采用NS2仿真工具,分析了GCEE各个参数对网络能量有效性以及覆盖性能的影响．     

一种基于无线信道通信质量的MWSN数据传输机制

针对移动无线传感器网络资源受限和无线链路通信质量不稳定的问题,提出了一种基于无线信道通信质量的数据传输机制.综合考虑路径损失、节点的运动速度大小、节点的运动方向和节点的剩余能量计算传输概率.为了提升网络的性能,动态更新数据消息的副本数,此外根据数据消息的生存时间决定消息的传输和替换顺序,在Matlab上进行仿真实验.结果表明,所提出的路由算法与DT算法、Flooding算法、FAD算法相比,数据消息的投递率至少提高6%,与Flooding算法、FAD算法相比副本数至少减少10%.