可充电无线传感器网络动态拓扑问题研究

在可充电无线传感器网络中的能量补给设备兼任数据采集设备的情况下,提出了可充电无线传感器网络时变动态拓扑模型,并在此基础上根据最大化能量补给设备驻站时间比为目标提出了最优化问题。通过分析不同时刻不同传感器节点和无线能量补给/数据采集设备的工作情况及需要遵循的约束条件,得到与原问题具有等优性的多状态线性规划问题。求解该优化问题,获得可充电无线传感器网络动态拓扑下的周期动态路由和无线能量补给/数据采集设备的工作策略。与之前的研究成果相比,优化目标值均有20%以上的提升。     

无线传感器网络中基于刚性的移动锚节点路径规划

在移动锚节点辅助定位中,锚节点通常沿着预设轨迹扫描或采用随机方式移动,当节点分布不均匀、待定位区域形状复杂时,存在锚节点冗余移动、位置冗余广播及定位性能难以确保等问题。该文提出了利用网络拓扑信息进行移动路径规划的新思路,首先利用刚性理论将网络划分为多个唯一可定位的单元,之后寻找一条遍历各单元的最短路径作为锚节点的移动轨迹,锚节点沿着该轨迹移动、依次定位各单元。大规模仿真结果表明,该策略可以有效避免锚节点的冗余移动和位置广播,灵巧适应各种布设情形,与经典的扫描式路径相比,大大降低了路径长度和位置数目。     

可充电概率传感网络中的充电小车休息时间最大化方法

在保证无线可充电传感网中目标点持久覆盖的情况下,基于概率监测模型和多节点充电模型,对最大化传感网络中充电小车休息时间比例问题进行研究。文中通过放宽节点不可死亡的限制,提出基于单位子簇的充电选择算法和基于全局的重聚类启发式算法。将目标点周围冗余的传感器构建成目标簇并根据贪心思想划分子簇。充电小车以子簇为单位服务覆盖过程中的充电请求,通过调整子簇内距离要求并对全局请求节点重聚类来选择锚点进行充电,从而降低子簇的混合增益,减少锚点数量。仿真实验表明,与单节点充电模型相比,新算法可将充电小车的休息时间提升10%~15%。     

基于效用最大化的无线可充电传感器网络有向充电调度方案

针对当前无线可充电传感器网络(WRSNs)一对一移动充电方式存在充电效率低、定向充电模型缺乏问题,该文提出了一种基于充电效用最大化(MUC)的一对多有向充电调度方案。方案首先筛选网络中充电增益最大的有向覆盖子集;然后根据有向覆盖子集确定充电锚点,并进而规划充电器的移动路径;最后在满足移动充电器能量和充电周期约束条件下优...     

基于效用最大化的无线可充电传感器网络有向充电调度方案

针对当前无线可充电传感器网络(WRSNs)一对一移动充电方式存在充电效率低、定向充电模型缺乏问题,该文提出了一种基于充电效用最大化(MUC)的一对多有向充电调度方案.方案首先筛选网络中充电增益最大的有向覆盖子集;然后根据有向覆盖子集确定充电锚点,并进而规划充电器的移动路径;最后在满足移动充电器能量和充电周期约束条件下优化移动充电器的充电时间.实验结果表明,该方案与平均能量充电(AEC)、固定能量充电(FEC)相比,充电效率分别提高了13.7%和32.7%;与最多节点覆盖(MNC)、最大平均增益覆盖(MAGC)子集筛选方案相比,充电效率分别提高了4.4%和35.9%;同时在网络饿死节点数目上与MNC, MAGC方案相比也显著降低.     

基于中继多跳模型的传感网络充电方法研究

在保证无线可充电网络能够持久运行的情况下,文中基于中继多跳充电模型,研究了最大化传感网络中充电小车的能量利用率问题.针对该问题,提出了中继节点选择算法和路径规划算法.中继节点选择算法用于从传感器节点中选择中继节点,并作为充电小车的停靠点,将节点在中继范围内的覆盖数量作为选择依据.路径规划算法基于哈密顿回路再优化为充电小...     

蚁群-遗传算法的无线传感器网络路径优化

为了提高无线传感器网络路径优化效率,快速找到最优路径,提出基于蚁群-遗传算法的传感器路径优化方法.利用遗传算法的快速全局搜索能力和蚁群算法的正反馈机制,实现了两种算法的融合.仿真结果表明,蚁群-遗传算法在时间和性能上都优于单独的蚁群算法和遗传算法,能快速找到无线传感器网络最优路径,有效延长了网络的生命周期.     

无线可充电传感器网络中的充电桩部署

在传统的无线传感器网络中,由于自身能量存储的限制,电池供电的传感器节点缩短了整个网络的使用寿命,严重影响了网络性能。针对充电桩部署位置固定、位置不固定且不受限以及位置不固定且受限的3种情况,利用整数规划分别给出了具体的部署算法,使得整个传感器网络区域的充电效用最大化。最后利用Matlab进行仿真分析,与传统的全覆盖部署相比,使用该算法可以显著地减少所需要的充电桩数量。     

基于无线地下传感网的信道路径带宽系统设计

针对复杂的地下环境中磁感应技术信道路径损耗较大的问题,构建了磁感应技术信道通信带宽模型,设计了地下无线磁感应多耦合收发线圈通信系统,在中心频率下,使得磁感应通信系统的收发线圈和中继线圈均处于谐振状态,搭建了实验仿真平台,实验测试结果表明,该系统引入收发线圈能够有效解决信道路径损耗较大的问题,有效延长无线通信距离,为无线地下传感器网络的应用提供重要参考。     

无线传感网络的密钥分配研究

介绍了WSN的安全威胁及无线传感器网络密钥预分配协议。对各种密钥管理方案进行了分析。提出无线传感网络应使用密钥预分配协议。     

基于ZigBee无线传感网络的电池状态实时监控系统硬件设计

随着社会经济的快速发展,蓄电池在通信、电力、车辆以及工业照明等领域得到了越来越广泛的应用,开始扮演越来越重要的角色,因此蓄电池组的管理系统也变得越来越重要。要管理蓄电池组首先要获取蓄电池组中每块电池的参数和工作状态,要获取参数和工作状态就要用到大量的传感器,市场上的电池组管理系统通常都是用导线连接传感器,从而获得电池参数和工作状况。这就带来了接线繁琐,布线困难的问题。使用无线传感器网络技术能够解决上述问题,同时方便系统线路检测及今后的扩容。使用无线传感器网络技术的电源监测系统有望在今后得到普及。在比较了主流的几种无线传感器网络技术后,本文选择采用ZigBee技术来设计系统。在本系统中,无线终端采集节点对电池组进行实时数据采集,通过中继节点将数据转发给上位机终端程序显示,其他计算机可以通过客户端程序看到这些数据。同时本系统还能够通过调节均衡电路大电流低阻开关实现均衡充电,从而达到了对电池各项系数状态进行监控和管理的目的。本文所实现的系统是ZigBee技术在电池管理系统控制中的一个应用实例。本文给出了传感器节点硬件设计对于工业现场的电池组监测管理具有参考价值和借鉴意义。     

基于ZigBee的无线传感网络节点的设计与实现

以无线传感节点为研究对象,结合ZigBee无线传感器网络技术,阐述了无线传感器的主要优势,并简单介绍了ZigBee协议。结合现有传感器技术的实际情况,提出一种多用途的无线传感器节点的设计方案。     

城市无线Mesh网络规划

本文对城市无线Mesh网络的规划进行了研究。围绕无线城市,无限服务的理念,借鉴国际各无线城市先行者的成功经验,在深入调研、科学分析、严格论证的基础上,对无线城市无线Mesh网络的规划原则、网络部署等方面进行深入的研究和分析,将如何构建一个健全、高效的无线Mesh网络为研究重点。     

基于无线传感网络的煤矿综合监测系统

从人员安全的角度出发,通过使用传感器对矿井温湿度、瓦斯气体浓度以及矿工位置的实时监测,并利用成熟的无线传感网络通信技术和工业无线通信设备,构成煤矿综合监测系统,实现对煤矿井下作业的安全保证。     

无线传感网络中的目标跟踪技术

无线传感器网络由于其自组织性、鲁棒性及节点数量巨大的特点,非常适合于目标跟踪。无线传感器网络目标跟踪大体分为单目标跟踪与面目标跟踪。单目标跟踪主要采用双元检测协作跟踪、信息驱动协作跟踪、传送树跟踪算法等方法。面目标跟踪采用对偶空间转换算法等方法。在无线传感器网络目标跟踪中,跟踪精度、跟踪能量消耗和跟踪可靠性是需要考虑的主要问题。     

一种新的无线可充电传感器网络分簇算法

为了弥补现有无线可充电传感器网络充电效率低下和节点能量冗余并存的问题,提出了一种基于节点信息的分簇算法。首先,根据传感器节点的剩余能量状态,选择候选簇首。其次,计算候选簇首集合中节点之间的距离,并与基于节点密度的距离阈值比较,最终筛选出合适的簇首。其他节点根据就近原则选择簇首,形成对应的簇。该算法由于同时考虑节点剩余能量和簇首之间的距离,可以使得具有较多剩余能量的节点成为簇首,且簇首均匀分布整个网络中。仿真结果表明,提出的算法可以提高充电效率,减少节点的能量冗余或节点能量消耗过快而死亡的现象,从而有效延长整个网络的寿命。     

试论无线传感网络动态休眠通信协议

本文从无线传感网络的结构与特点入手,大致的对其进行分析。并且简单的介绍通过无线传感网络形成的动态休眠通信的协议,帮助我们对此产生较为明确的认识。     

无线传感器网络中基于链路质量的路径延时分析

基于链路质量给出了路径满足实时性概率的上界,并证明了计算其上界的时间复杂度为指数级。另外在考虑链路质量的基础上,提出了一种在给定的延迟阈值下最大化端到端数据分组发送成功概率的贪心算法(RROP)。根据给定的延迟阈值和链路质量,RROP算法通过设置每跳链路的最大重传次数来优化端到端数据分组发送成功的概率。证明该算法能够在多项式时间内找到最优解并且通过该最优解获得路径满足实时性概率的一个近似最优的下界。实验结果表明给出的路径延迟分析上界和下界是准确的,并且提出的RROP算法在节省能量和满足实时性上比传统的方法能够获得高出10%以上的性能。