基于质心迭代估计的无线传感器网络节点定位算法

针对无线传感器网络非测距定位方法的应用,提出了基于质心迭代估计的节点定位算法.该算法首先计算当前连通信标节点所围成的平面质心的坐标及其与未知节点间的接收信号强度,然后用计算所得质心节点替代距离未知节点最远的连通信标节点,缩小连通信标节点所围成的平面,并通过多次迭代的方法提高节点定位精度.仿真实验结果表明,该算法的各项指标均为良好,适用于无线传感器网络的节点定位.     

基于相邻节点协作的无线传感器网络安全协议

在网络通信技术不断发展的今天,无线传感网络已日臻完善和成熟,被广泛地应用于社会各行业领域之中,且随着其技术的不断突破,现已同通信技术与计算机技术一道成为我国信息技术的三大支柱产业,在产业进步与经济发展方面扮演着极其重要的角色.但由于无线传感技术是以大量的静止的或移动的传感器以自组织或者多跳的方式构成的无线网络作为工作的基础,因此很容易受到外部环境的影响而无法正常地工作.因此,如何设计出一种高效节能且安全系数较高的无线传感网络安全协议成为当今信息技术领域的重要课题,也是难题.本文试从无线传感网络协议的工作模式以及网络密钥管理的角度出发,阐述基于相邻节点协作的无线传感器网络密钥管理方案的优势并进行安全性分析,希望能实现无线传感网络安全协议的突破.     

无线传感器网络内可疑节点的分析研究

在无线传感器网络中,传感器节点对信号采集传递的可靠性决定系统结果的准确程度,而对于应用于不同领域的WSNs而言,节点损坏、信息传递过程受到攻击的情况时有发生,为了保证结果的准确,及时准确的判断节点的工作情况至关重要;进而对传感器节点进行分析,介绍几种可疑节点判断方式,同时结合WSNs在母婴监控系统中的应用,通过信号强度及信号呈现的规律检测可疑节点的方案在母婴监控系统中的实用性,分析了母婴监控系统中是如何利用可疑节点来达到监控的效果。     

基于蝙蝠优化算法的无线传感器网络节点定位研究

节点定位是无线传感器网络应用中的关键技术,Dv-Hop算法的定位精度不尽人意,因此将三方面改进的蝙蝠算法应用于Dv-Hop平均跳距的计算过程中,在Dv-Hop的第三阶段引入改进后的蝙蝠算法代替最小二乘法来计算未知节点的坐标,大大降低平均跳距导致的定位误差,提高定位精度;仿真结果表明,改进的BA算法优化的DV-hop定位算法在不同锚节点密度、不同通信半径、不同节点数量以及定位精确度等方面表现出良好的性能。     

基于免疫蚁群优化的无线传感器网络节点调度研究

提出一种基于免疫优化蚁群算法(QIACO)的无线传感器网络节点调度策略方法;针对传统的蚁群算法在寻优过程中存在的收敛速度慢、容易出现停滞现象等缺陷,借鉴免疫系统的自我调节机制,提出了一种新的疫苗选取策略及疫苗接种方法,设计了基于免疫优化的蚁群算法,达到提高算法的收敛速度和避免停滞现象的发生;通过对MESA算法、蚁群算法、量子遗传算法和QIACO算法在负载均衡性分析、能耗均衡性分析和网络寿命分析进行仿真验证,提出的算法在无线传感器网络节点调度策略中效果最好,能有效地提高网络寿命。     

一种无线传感器网络健壮性可调的能量均衡拓扑控制算法

无线传感器网络中, 应用环境的干扰导致节点间距不能被准确度量. 所以利用以节点间距作为权重的闭包图(EG)模型构建的拓扑没有考虑环境的干扰, 忽略了这部分干扰带来的能耗, 缩短了网络生存时间. 针对无线传感器网络拓扑能量不均的特点和EG模型的缺陷, 首先引入节点度调节因子, 建立通信度量模型和节点实际生存时间模型; 其次量化网络节点度, 从而获取满足能量均衡和网络生命期最大化需求的节点度的取值规律; 然后利用该取值规律和函数极值充分条件解析推导出网络最大能量消耗值和最长生存时间, 并获得最优节点度; 最后基于以上模型提出一种健壮性可调的能量均衡拓扑控制算法. 理论证明该拓扑连通且为双向连通. 仿真结果说明网络能利用最优节点度达到较高的健壮性, 保证信息可靠传输, 且算法能有效平衡节点能耗, 提高网络健壮性, 延长网络生命周期.     

无线传感网络节点隶属度模糊定位算法研究

无线传感网络RSSI算法定位精度很高,但易受环境干扰。本文针对其不足,提出基于节点隶属度模糊算法,并应用于RSSI定位模型之中。新算法首先利用岭形分布对RSSI初始信号模糊化取得隶属函数,再根据隶属度近似程度反馈求精,通过隶属程度以逐渐逼近方式计算节点坐标区域。仿真实验结果证明,与RSSI和DV-Hop算法相比,新算法可以减少环境干扰和信号波动带来的影响,具有更高的定位精度和稳定性。     

基于BADV-Hop的传感器节点定位方法

针对无线传感器网络节点的定位误差较高的问题,提出蝙蝠算法校正DV-Hop算法的传感器节点定位精度提高方法(BADV-Hop);首先测量未知节点与锚节点之间的距离,然后采用DV-Hop算法初步确定未知节点的坐标,再采用蝙蝠算法校正DV-Hop算法的定位误差,最后在Matlab 2012平台上对算法性能进行仿真分析;实验结果表明,相对于DV-Hop算法,BADV-Hop算法提高了传感器的节点定位精度。     

无线传感器网络中继节点布居算法的研究

本文表述的是在该应用背景下引入多约束条件, 并采用枚举法与贪婪寻优算法相结合的方法, 解决了在可以作为中继节点设置位置的预设中继节点位置集合内, 合理选择中继节点设置位置以及既存网络因添加新传感器节点所引起的中继节点追加的问题. 仿真实验表明, 本文提出的中继节点布居与追加优化算法能够保证多约束条件下网络的容错性. 同时提出的基于最小网络距离因子评价标准, 有效提高了中继节点布居算法的能效性.     

数字、模拟无线混合网络视频节点设计

针对无线多媒体传感器网络广泛的应用前景和目前节点平台稀缺的情况,设计并研制了一种小型化的无线多媒体传感器网络节点。节点采用ADI公司的ADSP-BF561微处理器和Helicomm公司的基于Zigbee网络协议的无线收发模块IP-Link研制而成。在输入通道上可分别支持模拟图像传感器和数字图像传感器。输出通道具有多媒体传输通道和数据/命令传输通道,其中多媒体传输通道用于传输实时的模拟视频,数据/命令传输通道用于传输节点处理之后的有效数据以及接收来自上层网络的命令。     

基于环状检测器的WSN节点异常度双向多重检测方法

双向多重检测一直是WSN节点异常检测的难点,结合人工免疫原理提出了基于环状检测器的WSN异常度双向多重检测方法,引入人工免疫原理,设计了环状检测器,利用环状检测器能够实现对异常信号的分级,并根据小波包提取信息的异常特征信号,结合设计的环状检测器进行检测,无需知道异常信号的参数和特点,只要有正常的信号样本就能对WSN节点的早期故障进行检测,实时预警;以美国Crossbow公司生产的内置震动传感器的WSN节点进行测试,测试结果表明,环状检测器在选择合适的内径和外径后,能够准确地对WSN节点的异常进行检测,检测准确率高达95%以上,比传统系统准确率提高了35%左右,满足了WSN系统对WSN节点准确检测的要求,有效地解决了传感网络节点异常双向检测的问题。     

基于Voronoi图盲区的无线传感器网络覆盖控制部署策略

针对无线传感器网络在二维平面应用场景中的覆盖控制问题, 提出了一种基于泰森盲区多边形形心的覆盖控制部署策略(blind-zone centroid-based scheme, BCBS). BCBS先对监测区域做Voronoi图划分以得到被每个传感器节点覆盖的泰森多边形, 而后根据泰森多边形顶点的覆盖情况分析得出泰森多边形内的盲区, 并构造与盲区形状相近的多边形, 最后以该多边形的几何中心作为传感器节点移动的候选目标位置, 从而达到提高网络覆盖率的目的. 仿真实验结果表明, BCBS在覆盖率、节点分布均匀性与节点覆盖效率等方面相比CBS有明显优势. 关键词： 无线传感器网络 节点覆盖 Voronoi图 多边形形心     

基于无线传感器网络节点采集存储系统设计

无线传感器网络是当前前沿热点研究领域;随着无线传感器网络的发展,每一个节点采集信号的精度和速率成为关键因素;本设计以FPGA、DSP作为控制核心,实现了一种可对多路信号同时高速采集的系统,采样率为72 kHz,利用流水线技术对混合编帧后的数据进行存储,存储速率为6.282 MB/s,以解决数据量传送速率的问题,并利用无线传输将传感器节点信息传入汇聚节点输出;测试结果表明:该设计可以完成对多路信号的同时采集和存储且整个系统稳定可靠。     

一种无线视频传感器节点协作跟踪方法

由于网络通信带宽以及节点能量等因素限制,信息的有效获取与能耗的平衡优化是无线视频传感器网络近期研究的热点,面向目标跟踪的无线视频传感器网络实现节能的关键在于节点的高效协作;文章目的在于研究一种无线视频传感器节点协作跟踪方法,通过综合考虑目标跟踪效果和节点能耗等因素,采用自适应混合高斯算法进行背景建模,分布式均值漂移算法进行目标跟踪,并构建一种基于效能函数的最优节点选择方法;实验结果显示该方法能在真实场景下高效地进行目标跟踪。     

基于无线传感器网络的智能LED灯控制系统设计

针对无线传感器网络为基础的控制系统中其板载电池的能量有限,从而影响无线传感器节点的运行寿命问题。本文设计并采取了嵌入式与分布式智能无线传感器网络（WSN）,目的是优化和使控制照明系统更加高效,为了克服这个问题,基于能量感知的通信协议被引入,以减少为了延长其使用时间的无线传感器网络的功耗。本文中的以智能无线传感器网络为基础的LED照明系统,经过实验结果表明,无线传感器节点都能够运行的时间较长,从87天至102天,而增加了约20％的工作寿命。     

基于无线传感器网络的地震信号特征提取方法研究

为解决野外古墓葬安防网络中高采样率会缩短无线传感器网络寿命的问题, 提出了使用功率谱二次处理对地震信号进行特征提取的方法. 并通过三类地面活动数据采集进行对比识别实验, 分析了低采样率条件下地震信号特征提取方法的性能. 结果表明, 使用功率谱二次分析的特征提取方法能够降低网络通信能耗, 延长网络寿命, 提高系统目标识别的准确性.该方法已应用于秦始皇兵马俑野外文物安防系统, 经实践检验, 收到了良好的效果. 关键词： 地震信号 特征提取 功率谱二次处理 无线传感器网络     

基于ZigBee的艇载无线传感器网络设计与实现

为减少飞艇上部署的线缆数量,提高飞艇的载荷能力,增加飞艇上数据传输的灵活性。对基于ZigBee的短距离无线通信技术进行研究,提出了在大型飞艇中运用ZigBee技术组成无线传感器网络,对分布在飞艇上的传感器采集到的数据进行无线传输。设计适合飞艇使用的ZigBee硬件电路,并通过软件仿真和实际侧量,验证网络链路的通畅,保证数据的可靠传输。从而验证了在飞艇上运用Zigbee无线传感器网络采集并传输数据具有可行性。为飞艇上数据的传输提供了新的方法和思路。     

一种基于WSN的井下无线应急通信节点设计

摘　要：针对井下应急通讯需求,本文提出了基于无线传感器网络（WSN）的井下无线应急通信系统架构,设计由微处理器电路、无线收发模块、传感器电路、电源、和天线所组成的井下无线应急通信系统节点,低功耗设计。按照功能开展模块化,提高节点灵活适用性。最后测试了设计节点点对点通信性能,得到相应的距离与丢包率之间的关系曲线。井下无线应急通信有效通信距离达到45m,能够满足井下大规模应用组网需求。     

一种基于势博弈的无线传感器网络拓扑控制算法

在实际的应用中,无线传感器网络常常由大量电池资源有限的传感器节点组成.如何降低网络功耗,最大化网络生存时间,是传感器网络拓扑控制技术的重要研究目标.随着传感节点的运行,节点的能量分布可能越来越不均衡,需要在考虑该因素的情况下,动态地调整节点的网络负载以均衡节点的能耗,达到延长网络生存时间的目的.该文引入博弈理论和势博弈的概念,综合考虑节点的剩余能量和节点发射功率等因素,设计了一种基于势博弈的拓扑控制模型,并证明了该模型纳什均衡的存在性.通过构造兼顾节点连通性和能耗均衡性的收益函数,以确保降低节点功耗的同时维持网络的连通性.通过提高邻居节点的平均剩余能量值以实现将剩余能量多的节点选择作为自身的邻居节点,提高节点能耗的均衡性.在此基础上,提出了一种分布式的能耗均衡拓扑控制算法.理论分析证明了该算法能保持网络的连通性.与现有基于博弈理论的DIA算法和MLPT算法相比,本算法形成的拓扑负载较重、剩余能量较小的瓶颈节点数量较少,节点剩余能量的方差较小,网络生存时间更长.     

基于无线传感器网络及GPRS的水质监测系统设计

提出了一种基于ZigBee无线传感器网络和GPRS技术的多参数远程实时水质监测系统。无线传感器网络以CC2430通信模块为核心。传感器节点采集到的数据经路由节点汇总至协调器节点,通过GPRS模块及时远传至监控中心。设计信号调理电路,将传感器电极输出的微弱电信号进行放大、滤波。采用时间同步机制实现网络节点的同步唤醒,大幅提高网络的稳定性。对系统进行了多天连续测试。通信距离为100米时,网络的平均丢包率低于1%。pH值、溶氧度的平均相对偏差低于1%。测试结果表明,系统具有灵活、实时性好、准确性高、稳定可靠等优点,具有很强的实用价值。