WSN中融合优选机制和变螺旋策略的自适应黑洞覆盖策略

在无线传感器网络节点覆盖优化过程中,黑洞算法往往会陷入局部最优解,导致节点分布不均,后期收敛缓慢。因此提出一种融合优选机制和变螺旋策略的自适应黑洞算法,建立具有最优解的黑洞种群,引入黑洞优选机制,使星体种群在迭代过程中不再围绕一个黑洞进行寻优,经过多次迭代,黑洞种群数量减少,即最优解所在区域更加精确,算法不易陷入局部最优,并围绕最优解附近进行局部搜索,从而实现全局和局部优化能力的平衡。其次,动态调整星体位置更新过程中的螺旋形状,黑洞种群规模不断减小的同时螺旋形状也逐渐变小,即星体能够在更靠近最优解的区域进行开采,提高优化精度。仿真结果显示,改进后的黑洞算法能使节点覆盖率显著提升,覆盖盲区和重叠区域面积大幅减少,节点的移动距离也明显缩减。

融合动态权重系数与Levy飞行的黏菌优化算法

为了克服黏菌算法在后期收敛速度缓慢、容易陷入局部极值的缺点,提出一种融合动态权重系数与Levy飞行的黏菌优化算法.首先利用Bernoulli混沌映射对黏菌种群进行初始化,可大幅度提高种群多样性;提出动态权重系数策略,即在位置更新公式中引入一个非线性变化的权重系数ω,动态调整搜索步长,均衡算法的全局搜索能力;借助Levy飞行策略,增强算法后期局部探索能力,加快收敛速度.文中选用10个通用测试函数对改进黏菌算法与其他五种算法进行比较,实验结果显示,改进后的黏菌算法在单峰函数和多峰函数上的寻优效率更高,寻优效果理想,全局搜索和局部开发能力更平衡.

无线传感器网络中基于μ律爆炸算子的烟花虚拟力混合覆盖策略

针对烟花算法在无线传感器网络节点部署过程中易陷入局部最优导致节点分布不均匀、后期收敛速度慢等问题,本文提出一种基于μ律爆炸算子的烟花虚拟力混合算法(μFW–VFA).首先,采用μ律特性曲线重新定义爆炸算子,增强烟花间的差异性,通过动态调整μ值使烟花爆炸的数目和幅度随迭代次数动态调整,以平衡烟花局部和全局的寻优能力.其次,引入虚拟力调节停滞烟花内传感器节点的位置信息,加速烟花种群进化,增强算法跳出局部最优的能力,提高算法收敛速度.仿真实验表明,经μFW–VFA部署后,网络的重叠区域和监测盲区显著减少,有效提升了网络覆盖率并压缩节点移动距离.

融合多指标的WSN动态信任评估预测模型

针对无线传感器网络中恶意节点引发的安全问题,在贝叶斯信任模型基础上,引入信誉维护函数自适应降低前期节点交互行为次数的影响,引入异常弱化因子,降低由网络自身故障所带来的节点异常行为的误检,结合模糊评判方法进行直接信任计算,为提高推荐信任评估的可靠性,采用贴近度理论对不同的推荐节点赋予权重再分配获取间接信任,为提高信任模型的检测精度,采用加权因子,由直接信任值以及间接信任中的变量共同确定综合信任值的大小,借助自适应权值动态更新综合信任值,有效避免短时间内信任的迅速提升,并利用滑动时间窗对综合信任值进行预测,搭建了融合多指标的WSN动态信任评估预测模型FSEPM,将预测信任值与实际信任值的差值与信任阈值相比较,以判定节点性质。仿真结果表明:该信任评估模型可精确可靠评估节点之间的信任关系,能够有效检测出网络中的恶意节点,提高网络的安全性。

基于博弈论的认知无线电动态频谱分配策略

对于无线网络频谱分配过程中存在系统收益低和频谱利用率不理想等缺陷,引入干扰价格来控制认知用户发射功率引起的干扰,建立频谱租赁模型,并提出非合作博弈下的动态频谱分配策略,以提高频谱利用率,改善系统收益;创建非合作博弈下的效用函数,推导纳什均衡解,并在权衡网络效用后确定效用权重因子。仿真实验结果证实,所提算法最优发射功率小,频谱利用率高,可获得更优的系统收益。

基于ZigBee的高压电气设备温度在线监测系统

随着人们对供电可靠性的要求愈来愈高,高压电气设备的温度监测已经引起电力部门的广泛关注。高压电气设备温度的高低直接关系电力系统的安全,因此提出以ZigBee树状网络为核心,传感器技术为基础,结合电力系统内部光纤网络的高压电气设备温度监测方案,并对系统软硬件进行详细研究与设计。经过试验证明,系统能够实时在线监测高压电气设备温度,工作稳定可靠,适用于电力系统的温度监测。

基于ZigBee的高压带电体温度在线监测系统

在现代电力系统中,高压带电体温度监测已经成为电气设备安全运行所面临的实际问题。本文提出了以ZigBee无线传感器网络为核心,以以太网为骨干网,采用CC2430芯片为传感器控制核心的高压带电体温度测量方案。试验证明,系统能够实时监测高压带电体温度变化,工作稳定可靠、具有较高的实用性和市场价值。

认知视角下能量感知的ZigBee网络树型路由优化算法

为解决ZigBee Cluster-Tree路由算法路径选择不优的问题,提出了一种能量感知的ZigBee树型路由EZTR(Energy-Aware ZigBee tree routing)算法.该算法利用每个节点感知的地址信息,按照ZigBee网络树型结构计算下一跳邻居节点到目的节点之间的跳数可避免网络的环路效应,通过引入认知概念,在跳数集合中选出最短路径以降低跳数.在ZigBee网络节点能量的感知过程中,当所选路径存在低能量节点时,及时启用备用节点,从而避免节点因能量过度消耗成为失效节点.NS2(Network simulator version 2)仿真实验表明,EZTR算法可提高网络分组递交率,有效减少节点转发跳数和平均网络延时,减小网络整体能耗,为提高网络的实时性和延长网络生命周期提供理论支持.

基于ZigBee的电能质量监测分析系统

论证了ZigBee应用于电力系统的可行性,提出了基于ZigBee的电能质量监测分析系统功能需求,设计完成了各相关部分的软硬件,并将该系统应用于某钢厂变电站。测试结果表明,监测分析系统安装调试简便,工作稳定性高,电磁兼容性好,具有较高的应用推广价值。

北斗卫星导航的物流运输监控系统

为了有效解决物流运输过程中实时监控定位的问题,打破全球定位系统(GPS)垄断市场的局面,本文以ARM9微型处理器为核心,Linux操作系统为平台,设计了基于北斗卫星导航的物流运输监控定位系统。可以将物流运输车辆的位置信息嵌入到内置的电子地图之中,实现对物流车辆的定位和路径规划,为物流企业提供一种低成本、高效率的监控定位模式。实际测试表明:系统定位精度高,稳定性强。

无线传感器网络能量均衡蚁群路由算法

针对蚁群路由算法容易形成环路及其能量分布不够均匀等问题,提出改进的蚁群路由算法。改进的算法在Hello包中增加蚂蚁标识组合项,并通过广播的方式存储到其他节点的邻居列表中,有效削弱了环路效应,同时修正信息素更新公式,提升多节点区域信息素更新的准确性,并引入能量差异因子,将能量差异因子作为信息素浓度更新的参考因素,改善了网络节点能量分布不均的问题,获得了更好的平衡。仿真结果表明改进算法可有效削弱环路效应并更好地均衡网络节点能量。

变电站电能质量在线监测系统

本文阐述了ZigBee监测变电站电能质量数据的基本原理和监测过程,设计完成了各相关部分的软硬件,并针对煤矿变电站做了电能质量测试工作。测试结果及传输实验表明,监测系统安装调试简便,工作稳定性高,电磁兼容性好,具有较高的推广应用价值。

高压带电体温度监测及灰色预测分析

阐述了ZigBee监测变电站高压带电体温度的基本原理与监测过程,完成了相关软件的设计,进行了变电站高压带电体温度的实际测试工作,且利用灰色预测理论,提出了高压带电体温度预测方案,对温度变化实现了较为精准的预测。结果表明,监测系统的稳定性与安全性良好,能够实时监测预测温度,具有较高的推广价值。

基于ZigBee的温室大棚远程监测系统

为了提高农业生产效率,针对目前温室大棚设施环境可监测程度低等问题,阐述了一种以ZigBee无线传感器为核心,以GPRS移动网为骨干网,采用CC2430芯片为传感器控制核心的温室环境监测方案;构架了一个较大范围的传感器网络,实时监测温室环境,具有较高的实用性和市场价值。

高电压电缆接头温度预警系统设计

高电压电缆接头温度预警系统对保障输配电线路的安全运行起着重要作用。根据高电压电缆接头的实际布局,以ZigBee网络为预警系统物理层,负责高电压电缆接头温度的采集;以电力光纤为传输层,实现温度数据的远程可靠传输,为高电压电缆接头设计了分层次的分布式温度监测系统,并采用人工神经网络方法对10 kV高电压电缆三相测点进行了预测,实现了高电压电缆接头的温度预警。该系统可靠性高、扩展性强、温度预测误差小,适合于电力部门的在线监测。

ZigBee在室内环境监测系统中的应用研究

随着我国国民经济的快速发展,室内环境污染问题越来越严重,已经引起广大人民群众的广泛关注。本文提出了以ZigBee星型网络为核心,传感器技术为基础的室内环境监测方案,对系统的软硬件进行了研究与设计。试验证明,系统能够实时监测室内环境变化,工作稳定可靠,实用性和市场价值较高。

基于ZigBee的矿井环境监测与定位系统

针对煤矿井下有线传输通信困难、信息传递不及时以及安全生产等问题,该文提出了基于无线传感器网络与以太网技术相结合的矿井环境监测与定位系统的设计方案。该方案实现了对井下环境参数的实时监测,并实时跟踪定位井下人员,为科学决策提供了依据。该系统能够提高矿井工作面的安全系数,适用于矿井的安全管理,具有较高的实用性与推广价值。

基于ZigBee的电气化铁路谐波监测系统研究

电气化铁路谐波监测具有非常重要的意义。本文针对电气化铁路谐波发生的特点,提出了一种基于加窗FFT和全相位FFT的谐波检测算法,仿真表明算法可以保证谐波的幅值、频率和相位的准确性。同时,提出了基于ZigBee的谐波监测系统,通过对监测系统硬件和软件设计,完成了监测系统的基本功能,并对牵引变电站进行了实际谐波测试,测试结果表明本监测系统具有可行性和显著的现场应用意义。

基于ZigBee的智能农业管理系统设计

为了提高农业生产效率,降低人工劳动量,实现农业生产的智能化,设计了基于ZigBee无线传感器网络的智能农业管理系统。系统实现了对设施农业的空气温度、土壤温湿度、光照度、CO2浓度等数据信息的采集、传输和处理,并能对农作物生长环境进行自动调节,使农作物处于最佳生长环境,有效提高农作物产量,具有很高的实用推广价值。

认知无线电中基于博弈论的频谱分配算法

利用博弈论分析了认知无线电网络中动态频谱分配问题,构建了基于博弈论的认知无线电频谱分配问题模型,提出了基于潜在博弈论的分布式频谱分配算法,并得到了相应博弈过程的纳什均衡。仿真结果表明,该算法能在较短时间内收敛到稳定状态,潜在函数取值达到最大值、系统总干扰水平降到最小、用户的SIR水平得到明显改善,达到了潜在博弈下信道分配的纳什均衡,实现了提高频谱利用率的目的。