无线传感器网络路由协议分类研究

简要地介绍了无线传感器网络不同于传统网络的特点,将现有传感器网络路由协议分为平面路由协议和分层聚类协议两类,并对其中典型的路由协议进行了分析。最后结合该领域当前研究现状,指出了路由协议未来的研究重点。     

无线传感器网络分簇路由协议分析

针对无线传感器网络分簇路由协议的特点,对当前一些典型的分簇协议进行了分类及分析,指出了各类协议的优缺点,并从簇负载平衡性、数据融合、簇头产生速度、簇形成速度、簇维护开销、算法健壮性、算法节能性等方面进行了比较,最后总结出未来的研究热点和发展趋势。     

无线传感器网络分簇路由协议研究综述

首先分析了无线传感器网络区别于传统无线网络的个性化特点,然后从簇头选举、簇的形成和数据传输等方面概括了无线传感器网络分簇路由协议的研究现状,最后对无线传感器网络路由协议进行了总结.     

梯度相关的无线传感器网络成簇路由协议

分析了梯度和成簇无线传感器网络路由协议,确定了协议中存在的缺陷,设计了一种基于梯度的高效节能成簇路由协议(GBCRP)。采用基于跳数的梯度建立、能量相关的成簇算法、关键节点转发和功率自适应的簇头路由等技术,解决了无线传感器网络的节点能耗和路由失败而导致的数据传输可靠性问题。仿真实验表明,该协议有效地延长了网络的生命周期。针对不同密度的传感器节点,网络生命周期具有很好的稳定性,同时该协议也具有较好的可靠性保障。     

基于多路径机制的无线传感器网络动态路由算法

传统网络的路由机制往往选择源节点到汇聚节点之间跳数最小的路径传输数据,但是在无线传感器网络中,如果频繁使用同一条路径传输,就会造成该路径上节点应能量消耗过快而过早失效。本文提出了一种基于多路径机制的动态路由算法,主要步骤为找到源节点和汇聚节点的多条路径,选择一条节点最小能量最大的路径进行数据传递。与单路径的路由算法相比,多路径算法在节点生存期和数据传输的性能方面有了显著的提高。     

无线传感器网络EMSR协议的安全性分析

针对目前无线传感器网络密钥管理方案存在的安全问题,给出了一种可证明安全的无线传感器网络的认证密钥建立方案(EMSR),使用公钥证书实现网络节点的双向认证,同时产生双方共享与相互控制的会话密钥,有效地防止了纯粹使用对称加密机制产生的认证问题。在CK安全模型下,对EMSR协议进行了安全性证明,并对几种基于公钥机制的密钥建立方案进行了性能分析。结果表明,EMSR方案具备CK安全模型下相应的安全属性以及支持资源受限的网络节点的优势,符合传感器网络的通信要求。     

在动态水环境中基于熵的无线传感器网络路由算法

随着人们对水环境的日益关注以及无线传感器网络技术的成熟,如何使用无线传感网络对水环境进行监控成为一项重大课题。该文在动态水环境中,基于正方体网格剖分思想提出了一种以熵为尺度来衡量路径稳定性的QoS路由算法(EWSQoS),该算法使用正方体网格对信息收集区域进行剖分,再在此基础上寻找到达Sink节点的最短网格,最后利用熵来选择路由,减少了重建路由(或路由修复)的次数,在网络拓扑频繁变化的环境中尽可能地提供QoS保证。经仿真实验与性能分析表明,EWSQOS算法与Long-term、DBR、DTN等算法比较,在路由重建次数、路由成功率、网络能耗、网络延时方面具有更优性能。     

基于遗传算法的无线传感器网络路径优化

提出使用遗传算法对无线传感器网络进行路径优化,考虑节点能耗和路由恢复时间等实际因素的影响,将这些影响作为路径优化问题的约束条件来处理;考虑各种约束条件和多种目标按照重要性的优先次序,使WSN有更长的寿命;对算法的各个环节进行了细致的分析,包括染色体的表示和编码、适应度函数的设计、遗传操作算子的设计及算法参数的分析和选取。大量的仿真实验证明,使用GA能找到WSN有效的优化路由。     

无线传感器网络中基于采样的时空数据恢复

随着智慧城市步伐的深入,对物理环境感知的要求越来越高;无线传感器网络被广泛部署到真实环境中去收集各种各样的环境数据,比如温度、湿度、光照度和二氧化碳的含量等。当无线传感器网络的规模很大时,巨大的数据传输量严重阻碍了无线传感器网络的长时间有效运行。矩阵填充作为一个新的稀疏表示技术,可以通过低秩矩阵中少量随机采样进行数据重构。由于传感数据的时空相关性,相邻传感器节点和时间节点的数据信息相对冗余,故采用分块采样的策略进行稀疏采样,在保证恢复精度的同时降低采样率,以达到降低数据传输代价的目的。     

基于无线传感器网络的心电信号监测系统

健康监测是无线传感器网络的一个重要的应用方向。本文给出了基于无线传感器网络的心电信号采集系统设计。该系统利用INA118仪表放大器对心电进行放大;采用Jennic公司的JN5139芯片设计微型无线传感节点,网络采用Zigbee协议。系统具有体积小、功耗低,成本低的特点。对人体进行的实测结果表明,系统能够实现实时心电监测。     

基于均衡策略的无线传感器网络协作模型

基于离散空间最优搜索理论中的基于博弈理论的协作策略模型,通过综合考虑无线传感器网络中节点转发数据所付出的代价和利益、节点能耗及相邻节点过去的行为,提出了一种自适应能耗均衡网络协作模型,并给出了相应的数学最优化模型及求解算法。优化的目标是均衡网络能耗和吞吐量,进而最大化网络寿命。模型通过能量因子和转发数据包数量来调节节点行为,使传感器网络的整体能耗趋向均衡。一个数值例子说明,该路由选择策略及求解算法是可行且有效的。     

无线传感器网络节点设计

微处理器是传感器节点的核心,传感器网络节点的最重要的特征之一就是节点本身携带的能量有限。寻找最佳配置和最好性价比成为无线温湿度监测系统研究的热点。本文讨论无线温湿度监测系统的微处理器节点、电源模块的设计。     

Ad hoc网络中基于组播路由协议MAODV的改进

Ad hoc网络是由一组带有无线收发装置的移动终端组成的一个多跳的临时性自治系统.MAODV协议是MANET环境下的一种按需组播路由协议.提出了一种基于链路失效预测机制的MAODV协议的改进协议.采用该协议,时延略有增加,但分组投递率极大提高了,在整体上提高了网络的性能.通过仿真实验验证了协议的改进效果.     

基于信赖域的无线传感器网络节点定位算法

在无线传感器网络中,基于测距的无线定位方法通常基于各类测距模型,以最小二乘法估计位置初值,再利用优化算法提高定位精度。由于测距过程受到各类噪声及其分布变化的影响,在低信噪比情况下传统优化算法存在精度降低、收敛性差等性能恶化的问题,通常导致估计的结果不是最优。针对这一问题,将信赖域算法用于迭代优化过程,使用锥模型函数逼近定位目标函数,将目标函数的优化过程转变为一系列最优化子问题。仿真结果表明,该方法性能稳定,收敛速度快,在低信噪比环境下比传统算法具有更好的定位性能。     

Ad hoc网络安全多路径路由协议研究

针对移动自组网中单路径路由协议,数据转发时易被完全截获的缺陷,设计了一种安全多路径路由协议AODV_MS。该协议将一个完整的网络层数据包分成多个数据分片,通过对节点安全等级的设置,控制各条路径上转发分片的最大个数,防止恶意节点获取足够多的信息破译加密策略。仿真实验证明,与传统的多路径协议相比,该协议增加了少量的路由开销,有效地提高了系统的安全性能。     

基于密度分簇的无线传感器网络定位算法

针对MDS-MAP(P)算法存在节点间最短路径距离计算误差、合并误差及算法复杂度过高等问题,提出了一种基于密度分簇的算法MDS-MAP(DB)。该算法选择邻居节点数最多的节点作为分簇机制的开始节点,一跳邻居节点组成的簇域内利用三角不等式法则测距,两跳内节点组成的簇域内利用最短路径法测距,且每个簇域内只有簇头节点执行测距算法,降低了测距误差及算法计算复杂度,提高了算法的性能。仿真实验结果表明,该算法具有更小的定位误差。     

基于互信息的无线传感器网络节点故障自诊断

故障自诊断和故障监控能提高WSN的可维护性和可靠性,延长WSN节点的使用寿命。该文提出一种无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)节点故障自诊断的新方法。首先,可从粗糙集理论中基于互信息的属性约简算法获得故障诊断决策的约简,进而建立一套以属性匹配为核心思想的WSN节点故障自诊断技术,对WSN节点的各个模块分别进行具体的故障诊断和定位。仿真实验表明,该方法在WSN节点中实现故障自诊断时,通信代价小,能耗低,诊断的误判率低。     

低功耗无线传感器网络节点的设计

提出了一种低功耗无线传感器网络节点的设计方案，分析了方案的选择过程，并经过实际测试，节点的静态电流为10uA，工作时发射电流为38mA，接收电流为40mA，节点间的通信距离在空旷地为200m左右，符合设计要求。     

无线传感器网络节点的硬件设计

IEEE802.15.4是目前国际上无线传感器网络新的通信协议,而无线传感器网络节点的核心必须是微处理器和通信协议兼容.在介绍了设计要求和功能模块的基础上,论述了网络节点的硬件设计思路和设计方法,基于JN5121无线传感器网络的硬件组成,包括微处理器的结构、性能特点、外围电路及硬件平台的设计.介绍了JN5121的软件开发环境、射频部分的组成、连接及控制、以及开发的实物产品.无线传感器网络节点硬件的应用不仅满足了设计要求,而且具有低功耗的特点.     

无线路由技术

无线路由技术具有以下特点:(1)建立战术互联网路由仿真系统。利用该系统,研究了多种路由和分组调度算法。突破了快速响应网络拓扑变化的OLSR改进路由协议、提高路由发现和路由维护速度的AODV改进路由协议、新型核心树自组