无线传感器网络功率控制的质心定位算法

在无线传感器网络的诸多应用中,迫切需要对事件发生区域或者数据来源进行定位,特别是在无锚节点的情况下。为此该文提出一种基于功率控制的质心定位算法(CLAPC),采用离散功率控制的方式对目标区域进行虚拟网格划分,从而确定包含未知节点的最小区域,在提升系统能效的同时,提高了节点的定位精度。算法无需部署锚节点,具有较高的实用性,仿真实验也进一步验证了算法的有效性。     

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。     

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。     

LAD准则下的无线传感器网络节点定位方法

多维标度算法广泛应用于无线传感器网络的节点定位。经典的MDS算法通过构造距离平方矩阵(非相似性矩阵)和进行双质心变换,在相似性空间中根据最小二乘准则进行求解。若测量噪声为高斯白噪声,经过变换后,相似性矩阵中元素的误差不再服从高斯分布,基于LS的估计不再是最优的。针对这一问题,用最小绝对值偏差准则改进MDS算法代价函数,对无线传感器网络节点定位进行研究。仿真结果表明,该方法具有良好的稳健性,比经典MDS算法具有更好的定位性能。     

无线传感器节点均匀性估计算法及其应用

无线传感器网络中锚节点的分布情况是一个重要指标,在很大程度上影响未知节点定位的精度,但目前对均匀性的分析却很少。通过比较邻居节点的接收信号强度(RSS)确定未知节点移动后远离和靠近的锚节点个数,以此研究未知节点周围锚节点的分布情况。提出了一种对锚节点均匀性进行定量估计的算法,给出了均匀性评价指标——归一化均匀性偏差的概念及公式。将该算法应用到节点定位过程中,提出混合定位算法。仿真结果表明,基于均匀性估计的混合定位算法能提高原有算法的定位精度。     

一种改进的DV-Hop定位算法

自身定位算法的优劣直接影响着无线传感器网络中目标定位的精度。为了提高定位精度,提出了基于加权质心和改进型DV-Hop的WSN定位算法。首先介绍了本算法的思想,详细阐述了算法的具体实现过程并对该算法进行了算法描述,最后通过仿真实验证明本文提出算法的定位精度得到了提高。     

基于无线传感器网络的公路车辆定位技术的实践与应用

无线传感器网络作为新兴的测控网络技术,是能够自主实现数据的采集、融合和传输应用的智能网络应用系统。本文介绍了基于无线传感器网络的车辆定位技术的设计和应用,建立了该系统的模型和实践方案。     

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。     

无线传感器网络的目标定位问题研究

介绍了无线传感器网络的概念、特点和应用领域,研究了无线传感器网络在声源定位领域的具体应用以及在二维空间上定位的原理和推导,得出无线传感器网络目标定位的模拟实验结果,探讨了存在的问题和今后发展的方向。     

无线传感器网络中覆盖性问题的研究

无线传感器网络由大量的具有低能量,短寿命并且不可靠的传感器节点组成,因此在设计无线传感器网络时一个主要的目标在于保证足够的覆盖率以及能量可靠性的前提下可以延长网络的寿命。本文介绍了几种减少能量消耗以延长网络寿命的节点调度方法,并比较了各种方法的优缺点,指出其应用环境和需要进一步研究的工作。最后在这几种算法的基础上提出了一种新的算法。     

无线传感器网络的最优安全性跳数算法研究

在分析了最小跳数路由算法的局限性基础上提出了最优跳数算法,该算法充分考虑了无线传感器网络的跳数、能量、负载问题,以求在三者平衡中达到网络路由的最优。通过对最优跳数算法进行的仿真,显示研究成果可以有效地提高无线传感器网络路由的可靠性和稳定性,能够达到平面路由算法的最好效果,即通过传输数据量较小的邻点信息表,就可以高效、可靠地传输有效数据,得到很高的有效数据率。     

面向环境监测的无线传感器网络节点的分析与设计

设计了一种能有效监测环境信息的新型无线传感器网络节点,讨论了面向环境监测的无线传感器节点的硬件平台和软件系统的设计,并在此基础上建立了一套用于监测煤矿的瓦斯、温度、湿度等环境信息的监测系统。     

无线传感器网络在气体源预估定位中的应用

基于气体污染源浓度衰减模型,分别采用极大似然预估算法(M LE)、非线性最小二乘算法(NLS)对气体污染源定位进行了研究。仿真实验对比了两种算法在不同的传感器节点以及背景噪声情况下对预估定位误差的影响。结果表明:当环境背景噪声较小时,NLS可以得到比M LE算法更精确的预估结果。当环境背景噪声较大时,M LE算法比NLS算法有着更强的鲁棒性。     

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。     

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。     

一种改进的无线传感器网络随机密钥预分配算法

在分析现有无线传感器网络随机预分配密钥算法的基础上,通过同时引入q合成技术、多路增强技术与单向密钥序列技术,提出了增强的随机预分配密钥算法H-RKP,并以节点俘获攻击为例对其安全性进行了分析,证明该算法可以进一步提高现有随机预分配密钥算法的安全性．     

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。     

无线传感器网络数据采集系统研究

研究基于无线传感器网络(WSN)的数据采集系统。设计了一种新的传感数据采集系统的组网方式以及对应的传感数据采集算法。在论述了无线传感器网络数据采集系统的系统结构和所采用的网络协议后,给出了无线传感器网络数据采集系统的数据汇聚算法,该算法分为初始化及自检和数据采集两个阶段。对基于系统所采用的网络协议,进行仿真,得到了影响系统性能和服务质量保障的一些重要系统测量参数,证明了该传感数据采集系统的组网方式以及对应的传感数据采集算法的有效性。     

基于DHT11的无线温湿度传感器网络节点的设计

基于温室和养殖孵化等场所需要及时监测环境温湿度的需求,设计了一种低成本、低功耗的无线温湿度传感器网络节点。主要介绍了节点的软硬件设计,详细阐述了DHT11温湿度传感器的时序。传感器节点的设计以超低功耗MSP430F122单片机为核心,配以DHT11和无线RF收发芯片NRF401实现了节点有效的数据采集和可靠的数据传输。节点具有功耗低、成本低、体积小、集成度高、工作稳定等优点。