异构无线传感器网络

摘要： 针对在异构无线传感器网络信息聚类过程中,当层数为3~5层时,存在网络吞吐量较低的问题,提出一种异构无线传感器网络分簇路由算法.分析异构无线传感器网络能耗的无线电一阶模式,构建异构无线传感器网络的能耗模型.当簇群请求节点接收到发送于簇头的码分多址编码与时分多址时隙后,转发数据并使其稳定传输;引入狼群算法建立路由路径,实现异构无线传感器网络分簇路由算法优化.结果表明,异构无线传感器网络层数为3~5时的网络吞吐量均得到提高.

摘要： 为进一步均衡无线传感器网络能耗,提出一种基于遗传算法改进的异构无线传感器网络分簇算法。在簇头选举阶段,分析传感器节点剩余能量、节点分布位置、节点的邻居节点密度因素,通过遗传算法寻优,选举出每轮最佳数目的最优簇头集;同时为解决周期性分簇造成的能量损失,建立簇头更新策略,降低簇头集更新频率。仿真结果表明,该算法与SEP、LEACH和TSEP算法相比较,第一死亡节点出现时间分别推迟了44.59%,69.4%和8.85%,网络寿命延长了174%,47.78%和71.33%。

摘要： 合理利用节点的能量异构特性延长网络生命周期是异构无线传感器网络(HWSN,heterogeneous wireless sensor network)的主要目标之一.因此,根据节点能量的异构性提出了一种基于模拟退火(SA,simulated annealing)算法和改进灰狼优化器(GWO,grey wolf optimizer)的HWSN路由协议SA-MGWO(SA-modified grey wolf optimizer).首先,该协议通过为能量异构的节点定义不同的适应度函数进行初始簇的选取;然后计算节点的适应值,并将其视为灰狼优化器中的初始权重;同时,根据狼群与猎物的距离以及系数向量对权重进行动态更新,提高灰狼优化器的寻优能力;最后,利用模拟退火算法保证异构网络中最优簇集的选取.仿真结果表明,相比于SEP(stable election protocol)、分布式能量有效成簇(DEEC,distribute energy efficient clustering)、M-SEP及FIGWO(fitness value based improved grey wolf optimizer)协议,SA-MGWO协议的网络生命周期分别提高了53.1％、31.9％、46.5％和27.0％.

摘要： 合理利用节点的能量异构特性延长网络生命周期是异构无线传感器网络(HWSN,heterogeneous wireless sensor network)的主要目标之一。因此,根据节点能量的异构性提出了一种基于模拟退火(SA,simulated annealing)算法和改进灰狼优化器(GWO,grey wolf optimizer)的HWSN路由协议SA-MGWO(SA-modified grey wolf optimizer)。首先,该协议通过为能量异构的节点定义不同的适应度函数进行初始簇的选取;然后计算节点的适应值,并将其视为灰狼优化器中的初始权重;同时,根据狼群与猎物的距离以及系数向量对权重进行动态更新,提高灰狼优化器的寻优能力;最后,利用模拟退火算法保证异构网络中最优簇集的选取。仿真结果表明,相比于SEP(stable election protocol)、分布式能量有效成簇(DEEC,distribute energy efficient clustering)、M-SEP及FIGWO(fitness value based improved grey wolf optimizer)协议,SA-MGWO协议的网络生命周期分别提高了53.1%、31.9%、46.5%和27.0%。

摘要： 针对异构无线传感器网络中初始节点随机部署或节点失效产生覆盖盲区的问题,提出一种节点稳定匹配的覆盖空洞修复优化算法(ROA-NSM).首先,对静态节点进行Voronoi多边形划分确定节点覆盖盲区,通过Delaunay三角形计算虚拟修复节点位置;其次,基于距离和能量阈值函数计算节点优先级,建立虚拟修复节点与移动节点的稳定匹配关系;最后,通过移动节点位置的移动,实现覆盖空洞修复的优化.仿真实验表明,优化算法使每个虚拟修复节点有最优的移动节点匹配,通过与已有相关覆盖空洞修复算法比较,ROA-NSM优化算法收敛速度加快,匹配次数和节点移动距离减少,覆盖率提高.

摘要： 异构无线传感器网络深受人们青睐,传感器节点能量的损失与路由算法密切相关,所以路由算法成为近年来无线传感器网络研究工作开展的主攻方向.本文结合改进的自适应离散粒子群算法,提出基于改进自适应离散粒子群算法的异构无线传感器网络路由算法,构建综合性目标函数及确定评价指标.仿真结果表明:改进算法由于在适值函数上充分考虑簇头节点能耗及簇间负载均衡因子,使得算法性能得以改良.

摘要： 为了提高具有覆盖优先级的异构WSN的覆盖率,本文提出了一种基于the multiplicatively weighted voronoi(MW-Voronoi)图理论的覆盖空洞修复方法.在异构WSN中应用MW-Voronoi图理论进行区域划分,再结合区域中不同位置的覆盖优先级和传感器节点的感知半径准确获取传感器节点的局部加权覆盖面积,接着运用本文所提方法计算出传感器节点候选位置并调整其的位置,使传感器节点到达的最佳部署位置并获得网络的最大整体加权覆盖面积,进而完成异构WSN覆盖空洞修复的任务.仿真实验结果表明,与the maximum weighted point(MWP)方法相比,本文所提出的方法更适用于具有覆盖优先级的异构WSN覆盖空洞的修复,在保证网络覆盖质量的前提下能减少空洞修复时间.

摘要： 针对随机分簇算法未考虑节点位置和对节点能量利用不充分的问题,提出了一种基于改进萤火虫聚类的异构无线传感器网络能耗优化路由算法(IFCEER).该算法将改进萤火虫聚类算法用到高能节点分簇中,在时间充裕的数据传输阶段预测与聚类中心和基站等位置相关的主副簇头,进而形成结构紧密的全局最优簇集合,避免簇头可能集中于局部区域造成簇半径随意扩大的缺点,平衡了异构节点的能耗,降低了频繁重新聚类消耗能量的风险.仿真实验结果显示:与原有算法相比,在自由空间模型主导的100 m×100 m监测环境和多路径衰减模型主导的300 m×300 m监测环境中,网络内第1个节点死亡时间分别延迟43％到225％;随着节点间传输距离的增加,300 m×300 m监测环境能耗减少达到60％.

摘要： 路由算法作为无线传感器网络的核心技术,对延长网络生命周期,提高网络效率起到了至关重要的作用.针对分布式能量有效成簇算法未考虑节点位置和对节点保护、利用不充分的问题,提出了一种改进的能量异构分簇路由算法.该算法引入边缘度的概念,使距离基站近的节点优先担任簇头,减少了网络能量消耗;设立了双能量阈值,提高节点能量利用,延长节点生命周期;综合考虑节点、簇头、基站三者的位置分布,提出了更合理的入簇机制.仿真结果显示,在小面积检测(10 m× 10 m到100 m×100 m)与大面积检测(100 m×100 m到500 m×500 m)环境下改进算法与原算法相比,网络生命周期分别提高了18.7%到36.2%,24.4%到66.5%.%As core technology of wireless sensor net,routing algorithm plays a crucial role in prolonging net life circle and improving net efficiency. The article puts forward an improved energy isomerism cluster routing algorithm aiming at troubles of distributed energy effective cluster algorithm in lack of consideration of node position,node protection and insufficient utilization. The algorithm introduces concept of margin degree,so as to enable node near to base station act as cluster head in priority,reduce net energy consumption;establishes double-energy threshold value,improves node energy utilization,prolongs node life circle;and the article puts forward more reasonable in-cluster mechanism under the comprehensive consideration of position distribution of node,cluster head and base sta-tion. The simulation results showed that compared with former algorithm,the net life circle of improved algorithm in-creased 18.7% to 36.2%,24.4% to 66.5% under the condition of small area detection(10 m×10 m to 100 m×100 m)and large area detection(100 m×100 m to 500 m×500 m).

摘要： 针对现有随机密钥预分配方案中不同节点间能够建立相同共享密钥的不足,提出了一种基于多项式的异构无线传感器网络密钥预分配方案.从网络连通性、节点内存需求和安全性等方面对方案进行性能评价和模拟仿真.结果表明,本方案能够有效地提高网络的连通性,减小节点所需的存储空间,并增强网络抗攻击能力。

摘要： 本发明提供一种用于无线传感器网络的网络节点。网络节点配置用于确定网络节点在由网络节点所延伸出的不同空间方向上的通信行为。网络节点包括至少一个视觉指示器，视觉指示器配置用于提供这种通信行为的视觉指示。本发明还提供一种包括这种网络节点的无线传感器网络以及用于在无线传感器网络中定位网络节点的方法。

摘要： 本发明属于无线传感器网络通信技术领域，公开了一种无线传感器分簇路由的方法、无线传感器网络协议平台，对传感器网络中的所有传感器节点进行分簇；针对每一个划分好的簇结构，选出一个节点充当簇首；所有传感器节点采集监测的数据，簇成员节点在分配给自己的时隙内把数据发送给簇首，等簇内所有成员节点发送一轮数据之后，簇首把自身采集到的数据和接收到的簇内成员的数据进行融合；一轮数据发送过后，重新对网络中的节点进行分簇。本发明可以使网络中的所有节点根据分簇的拓扑结构和节点的各种指标自适应地构建路由，可有效地提升传感器网络的网络生存周期。

摘要： 本发明公开了一种无线人体传感器网络时隙分配方法及无线人体传感器网络，包括首先根据传感器节点当前健康参数和节点的数据类型划分节点优先级；然后根据节点优先级梯度增加节点时隙数并确定候选时隙分配方案；再根据节点总效用确定各节点的唯一最佳时隙分配方案；最后根据节点优先级及最佳时隙分配方案决定节点的数据发送顺序。本发明最大限度地降低了时隙分配的时间复杂度，减少协调器计算时延，缩短节点传输数据的时延，同时也提高了节点总效用和保证了各节点时隙分配的公平性。

摘要： 本发明公开了无线传感器网络中继节点部署优化方法及无线传感器网络。其中，优化方法包括根据传感器的聚集区域来设定传感器节点部署区域，为每个传感器节点部署区域分配相应支配度；获取传感器节点部署区域的有效通信区域，将任意两个有效通信区域间的重叠区域均作为中继节点部署区域；以部署成本最低为目标，且以传感器节点部署区域相应的支配度为约束，建立整数线性规划模型，求解模型得到中继节点部署区域中所部署的中继节点数量；对支配度大于1的传感器节点部署区域，按照数据量大小将其内的传感器节点分组，且分组的数量与其支配度相等，每组传感器节点分别由不同的中继节点进行管理。本发明将部署成本降到最低，且提高了通信网络的可靠性。

摘要： 本发明提供一种用于无线传感器网络的网络节点。网络节点配置用于确定网络节点在由网络节点所延伸出的不同空间方向上的通信行为。网络节点包括至少一个视觉指示器，视觉指示器配置用于提供这种通信行为的视觉指示。本发明还提供一种包括这种网络节点的无线传感器网络以及用于在无线传感器网络中定位网络节点的方法。

摘要： 在多个传感器和统一管理这些传感器的服务器通过通信网络连接的传感器网络系统中，管理各传感器的服务器首先获取各传感器中的电池的剩余驱动时间，并使得目标剩余驱动时间。然后，控制各传感器的动作，使得各传感器中的电池的剩余驱动时间与目标剩余驱动时间大致相等。由此，可以减轻系统管理者的维护上的负担，特别是传感器的电池充电处理的负担。

摘要： 本发明公开了一种无线人体传感器网络时隙分配方法及无线人体传感器网络，包括首先根据传感器节点当前健康参数和节点的数据类型划分节点优先级；然后根据节点优先级梯度增加节点时隙数并确定候选时隙分配方案；再根据节点总效用确定各节点的唯一最佳时隙分配方案；最后根据节点优先级及最佳时隙分配方案决定节点的数据发送顺序。本发明最大限度地降低了时隙分配的时间复杂度，减少协调器计算时延，缩短节点传输数据的时延，同时也提高了节点总效用和保证了各节点时隙分配的公平性。

摘要： 本发明涉及一种仿蛛网无线传感器网络通信方法及无线传感器网络，属于无线传感器技术领域。网络包括中心节点以及分布在中心节点周围的无线传感器节点，各无线传感器节点和中心节点构成通信区域；所述通信区域中包括若干簇头区，所述簇头区为两条以中心节点为起点的设定夹角的射线与通信区域边缘所围成的区域；簇头区内的无线传感器节点选举产生簇头，同一簇头区内的各簇头与中心节点在同一直线上或同一直线两侧设定范围内；非簇头的无线传感器节点通过簇头与中心节点通信。本发明通信网络的通信链路具有类似蛛网的可替代性和抗毁性，同时能够降低簇头节点的能量消耗。

摘要： 本发明属于无线传感器网络通信技术领域，公开了一种无线传感器分簇路由的方法、无线传感器网络协议平台，对传感器网络中的所有传感器节点进行分簇；针对每一个划分好的簇结构，选出一个节点充当簇首；所有传感器节点采集监测的数据，簇成员节点在分配给自己的时隙内把数据发送给簇首，等簇内所有成员节点发送一轮数据之后，簇首把自身采集到的数据和接收到的簇内成员的数据进行融合；一轮数据发送过后，重新对网络中的节点进行分簇。本发明可以使网络中的所有节点根据分簇的拓扑结构和节点的各种指标自适应地构建路由，可有效地提升传感器网络的网络生存周期。

摘要： 一种在异构无线传感器网络中布置混合异构无线充电器的方法，1)根据静态无线充电器和移动无线充电器的充电模型，基于上述模型提出混合异构无线传感器网络中混合异构无线充电器布置问题的模型；2)利用充电功率近似和区域离散技术，将整个2D平面划分为功率常数子区域，并通过枚举所有类型的静态充电器，获得了每种类型静态充电器的候选部署位置集合；3)利用充电离散化技术和映射函数，采用最近邻原则构建近似充电路径，将单个移动充电器布置问题转化为一般路径约束下的子模函数最大化问题；4)根据2)获得的每种类型静态充电器的候选部署位置集合和3)的布置单个移动充电器的收益成本比算法，提出布置混合异构无线充电器的近似算法。