面向海洋场景的无线传感器网络体系结构模型研究

研究了传统无线传感器网络体系结构的缺陷,分析了海洋场景的特点,总结了基于海洋场景的无线传感器网络的典型需求目标,归纳出海洋环境中无线传感器网络体系结构模型设计的若干原则。结合海洋环境自适应、网络自愈合、能量高效、动态优化等目标需求,提出了一种面向海洋场景的无线传感器网络体系结构模型WSNAOS,并对WSNAOS模型的设计理念、主要特色、各层和各模块功能进行了详细阐述。WSNAOS模型不仅具备了海洋环境自适应和能量高效等特征,还能为面向海洋场景的无线传感器网络各类协议的研究提供一个统一的问题描述和分析的理论框架。

无线传感器网络体系结构和关键技术研究

文章介绍了无线传感器网络的体系结构,提出了一种基于跨层设计的管理控制机制;在对无线传感器网络的关键技术,如媒体接入控制(M AC)技术和无线路由协议,分别进行阐述和比较的基础上,提出了一种把简单的IEEE802M AC协议应用于无线传感器网络的思想;为了提高系统容量,提出了多信道策略,可以用来有效减少系统碰撞阻塞率,减少接入时延;认为虽然无线传感器网络的应用前景非常广阔,但是仍存在很多问题,除了要尽量减少功耗外,必须提高系统容量,减少碰撞阻塞率,以加快无线传感器网络实用化的进程。

基于TinyOS的无线传感器网络体系结构

无线传感器网络WSN(WirelessSensorNetwork)由部署在监测区域内大量廉价的传感器节点组成,通过无线通信方式形成multihop自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观察者。本文从分析无线传感器节点Mica和其上运行的操作系统TinyOS出发,着重描述无线传感器网络节点应用程序体系结构和消息通信机制。

多媒体无线传感器网络体系结构

作为一种全新的信息获取和处理技术,多媒体传感器网络较之传统传感器网络更多地关注于音频、视频、图像等大数据量、大信息量媒体的采集与处理。介绍了多媒体传感器网络的概念与特点,通过与传统传感器网络相比较,着重探讨了多媒体传感器网络的体系结构特点,并分析了在网络体系结构方面亟待解决的问题,并展望了其未来的发展趋势。

无线传感器网络体系结构研究

对无线传感器网络的体系结构进行了深入研究,从无线传感器网络的物理体系结构、软件体系结构、通信体系结构三个层面进行了分析,分析结果对于无线传感器网络的设计具有参考价值。

无线传感器网络体系结构与路由协议研究

在分析了无线传感器网络应用和特性的基础上,论述了无线传感器网络中的网络体系结构、节点体系结构、与距离有关的节点能量计算模型、带有Flag标志和长期睡眠机制的状态转换模型,并给出了几种流行的无线传感器网络路由算法及其特点,对无线传感器网络的应用和研究有着深远的意义。

对无线传感器网络体系结构及安全性的思考

面对各种电子技术的不断革新,无线传感器网络发展及应用不断延伸,本文在无线传感器网络体系的一般形式基础上对其框架结构进行了分析,在他人设计成果基础上对传感器节点构造和汇聚节点构造进行了详细阐述,从而对无线传感器网络体系结构进行说明,并对网络安全问题提出了一些思考意见.

具有频谱感知能力的无线传感器网络体系结构及关键技术研究

频谱感知意识的无线传感器网络可提供无线频谱信息的采集、监测、查询、统计、分析和分发服务,显著提高频谱资源的利用率和改善网络应用的服务性能。本文针对行业应用需求,对具有频谱感知能力的无线传感器网络的体系结构和网络协议设计等问题进行了初步分析研究,明确了采用分层网络架构和跨层协议设计方法,并对网络系统涉及的频谱信息感知、信息汇聚、路由选择和网络管理等问题进行了探讨。

无线传感器网络体系结构的优化研究

近年来,传感器技术和无线通信技术的飞速发展为无线传感器网络的研究和进步提供了强大的技术支持和动力保证,也促使其涌现出了多种各具特色的体系结构。根据无线传感器网络技术的现状和其面向应用的特殊性,本文先从两个角度(物理部署、功能结构)对WSN的概念体系结构模型及特点进行阐述,然后对现有WSN的两种体系结构(层次和Clustering)进行了分析,最后给出优化的WSN体系结构。

无线传感器网络体系结构和网内信息融合的算法研究

无线和有线相结合的煤矿安全监测系统已被提出并在煤矿监测系统使用,其中无线监控系统中无线传感器网络由大量冗余的传感器节点组成。本文提出建立无线传感器网络信息融合层,并介绍了在无线传感器网络网内的信息融合算法。利用无线传感器网络网内信息融合技术来降低网络的冗余数据,减少通信,提高网络生命周期,提高系统的效率,大大改善煤矿的安全水平。

一种基于积极防御战略的无线传感器网络体系结构

针对积极防御的战略思想提出棋盘式无线传感器网络,该网络结构因为预先布好,所以大大简化了定位算法,减少了路由开销,提高了传输效率.讨论了这种无线传感器网络节点的功能结构、体系结构和组网方式.通过与传统Ad hoc网络的对比,归纳了这种无线传感器网络在各层各面设计的特点.理论证明,这种体系结构是可行的.

一种基于移动P2P平台的无线传感器网络体系结构

借助P2P思想,构建一个基于移动网络基础设施提供对等服务的无线传感器网络体系结构。移动网络充当移动P2P平台,提供一种普适的传感器组网。代表传感器网络的网关节点隐藏了其实现细节,在P2P模式工作下向用户提供更加优质的个人服务。此外,还讨论了服务平台构建过程中的一般性问题。

不同拓扑结构下无线传感器网络可靠性模型

无线传感器网络系统的拓扑结构种类繁多,节点连接方式不尽相同,在不同场景下往往会采用不同的拓扑结构模型。因此,探究不同拓扑结构下无线传感器网络的可靠性模型尤为必要。本文采用串联、并联以及连续k/n(G)系统等典型系统作为案例,在系统中各节点失效独立的条件下,构建无线传感器网络系统的可靠度一般模型,讨论在系统中各节点寿命分布均服从于Weibull分布,且尺度参数不变时,系统可靠度在不同形状参数下的变化趋势,并结合案例进行计算。结果表明,串联系统的可靠度低于并联系统和连续k/n(G)系统,当节点寿命分布的形状参数大于1时,系统具有较高的可靠性;当系统中的节点数相同时,环型拓扑网络系统的可靠度最弱。

改进群体智能算法的无线传感器网络覆盖优化

为解决无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)节点分布不均和随机部署中的低覆盖率问题,该文提出一种改进群体智能算法的无线传感器网络覆盖优化算法,即改进的黑猩猩优化和哈里斯鹰优化的混合优化算法(Improved Chimp Optimization and Harris Hawk Optimization Algorithm,ICHHO).该算法首先对黑猩猩优化算法(Chimpanzee Optimization Algorithm,ChOA)进行改进,使用Levy Flight来改善其探索阶段,然后设计一个更新的公式来计算猎物逃逸能量,作为开发和探索之间的选择因素.传感器节点随机部署后,将ICHHO在传感器节点上执行,按照改进策略更新个体位置信息,计算相应的适应程度,找到最优传感器位置,并根据传感器概率模型确定网络最优覆盖率.仿真结果验证了ICHHO对于解决WSN覆盖问题的适用性,与其他优化算法的对比结果显示,ICHHO在提高覆盖率方面优于其他算法.

无线多媒体传感器网络体系结构及QoS保障机制

无线多媒体传感器网络是在传统传感器网络基础上衍生而来的,具有感知、处理和传输音视频等多媒体信息的能力,在环境监测、工业控制、医疗保健等应用领域发挥了重要的作用。分析了无线多媒体传感器网络研究所面临的挑战,剖析了当前主流的几种体系结构,重点分析了网络协议栈各个层次采用的资源有效利用、QoS保障、异构性屏蔽等策略,总结并探讨了无线多媒体传感器网络投入实际应用亟待解决的问题。

改进流向算法的无线传感器网络覆盖优化

针对标准流向算法易陷入局部最优和收敛精度低等问题,提出一种融合莱维(Levy)飞行和入侵杂草策略的改进流向算法.首先,该算法在选择水流流向时引入Levy飞行机制,使水流沿最优水流位置方向做Levy飞行运动,避免陷入局部最优;其次,利用入侵杂草策略,对每一代水流进行繁殖、空间扩散和竞争操作,增加水流的多样性,扩大搜索范围,提高全局寻优能力.最后,将改进流向算法应用于无线传感器网络覆盖优化中,并与标准流向算法及其他改进算法进行实验对比.仿真结果表明,相比标准流向算法及其他改进算法,所提改进流向算法的覆盖性能有大幅提升,覆盖率可达98.52%,可实现更均匀的节点分布和更低的部署成本.

基于Python的无线传感器网络数据采集系统

无线传感器因节点结构复杂度高,数据量巨大,无法在海量数据中快速采集用户需求数据.为解决该问题,研究设计了基于Python的无线传感器网络数据采集系统,系统硬件包括数据采集芯片选型单元、无线收发芯片选型单元与串口通讯电路设计单元;软件模块包括网络数据挖掘采集框架设计模块、采集数据压缩模块和采集数据缓存模块.通过对上述硬件单元与软件模块的设计与开发,实现无线传感器网络数据采集系统的运行与应用.实验数据显示:相较于基于Android安全容器的网络数据采集系统,应用设计系统采集数据耗时更短、压缩率数值更大、能耗更小,充分证实设计系统的数据采集性能更佳.

基于TCPSO的三维无线传感器网络覆盖

针对三维无线传感器网络(3D WSNs)的节点部署问题,提出了一种基于双层混沌粒子群优化(TCPSO)算法的解决方案。利用TCPSO算法对节点进行优化部署,以提高网络的空间覆盖率。TCPSO算法通过非线性分类系数将种群分为精英种群和普通种群,分别采取不同的速度、位置更新公式进行迭代优化。TCPSO提出了基于Logistic混沌映射的递减惯性权重,用来控制算法在局部的开发,并且为了避免算法早熟,引入了Levy飞行策略增强算法的全局搜索能力。通过在1个三维网格空间中进行仿真实验,验证TCPSO以及粒子群优化(PSO)算法解决3D WSNs的节点部署问题的能力。分别在不同数量的节点数、不同的通信半径以及不同的种群规模上进行了3组实验,实验采用控制变量法,观察在不同条件下TCPSO的性能。TCPSO在全部的实验中提出的节点部署方案均明显优于PSO的部署方案。

基于改进烟花算法的无线传感器网络覆盖优化策略

为优化无线传感器网络覆盖范围,提出了一种基于改进烟花算法的无线传感器网络覆盖优化策略。首先,通过概率感知模型和目标函数建立了网络覆盖策略。其次,引入拉丁超立方抽样方法和多重扰动对传统烟花算法进行改进,避免算法进行局部最优和过早收敛。最后,为验证所提算法的优化性能,与常规优化算法进行了对比。实验结果表明:所提算法能有效逃离局部最优,在三种不同场景下,网络覆盖率分别达到了94.82%、98.23%和96.59%,其性能明显优于其他对比算法。

无线传感器网络能量均衡混合拓扑维护策略

针对恶劣环境下无人值守的无线传感器网络能量受限特性,提出一种时间和能量混合拓扑维护策略,以达到实现节点能量均衡的目的。将拓扑控制分为网络初始化阶段、拓扑构建阶段和拓扑维护阶段,在随机部署和虚拟骨干网络构建的前提下,确立了能量和时间作为拓扑维护触发条件的合理性。仿真表明,所提出的混合拓扑维护策略使网络生命周期提升了44.6%,90%覆盖率结束时间增加了1.4倍,为无线传感器网络的节能部署提供了参考。