基于无线传感网络的海上风电机组运行状态监控系统

为提高机组运行状态监控结果的可靠性,保障机组的稳定运行,引进无线传感网络,以某海上风电机组为例,开展其运行状态监控系统的设计研究。根据系统需求,选型传感器、信号处理器等硬件设备;通过图论中的邻接矩阵或关联矩阵,引进无线传感网络,建立风电机组运行状态监控组网;监听特定频率或信道,解析接收到的数据包以提取传感器数据,实现接收端数据采集与机组运行状态感知监控。对比实验结果表明:本文开发的系统监控结果偏差集中在±0.8rpm范围内,应用效果良好。

基于GAN的无线传感网络信道异常流量实时检测方法

由于传感器精度低和工作环境恶劣,个别节点易报告错误或误差较大的信息,这使得异常检测算法难以准确判断异常数据,导致检测精度低。基于GAN的无线传感网络信道异常流量实时检测方法首先进行流量数据预处理,以确保数据质量;其次利用GAN学习正常信道流量的特征,以建立正常流量的模型;最后通过计算异常评分并输出检测结果,实现对异常流量的实时检测。实验结果表明,该方法在检测效果上具有显著优势,能有效提高网络安全性,减少误报和漏报,展现了强大的适应性。

无线传感网络系统在钻孔桩水下混凝土浇筑中的应用

通过拟建一种基于分布式传感技术的新型传感网络,在水下施工场地布置多个传感器,构建全覆盖的传感网络,实现对水下混凝土灌注过程的实时监测。通过计算机处理、分析、显示多种数据,实现了对混凝土结构状态的实时监测与评估。研究成果将为水下桩基工程建设提供一种智能化、自动化的监测手段,其具有重要的理论意义和工程应用价值。

基于朴素贝叶斯网络的无线传感网络异常节点自动化识别研究

为处理具有不确定性和噪声的无线传感网络数据,对异常节点的变化具有一定的容忍度,提出基于朴素贝叶斯网络的无线传感网络异常节点自动化识别研究。建立无线传感网络组网模型,保障无线传感网络可靠的数据来源。通过主成分分析将网络数据降维,获得各特征属性互不相关的新数据集。针对新数据集进行节点异常特征提取,并基于这些特征,利用朴素贝叶斯网络建立分类器,得到节点异常概率,完成异常节点自动化识别。实验结果表明,该方法在无线传感网络异常节点自动化识别上具有实用性和有效性,不仅自动化识别精度高,而且速度快。

无线传感网络在智能建筑环境监测中的应用

随着我国建筑领域智能化、数字化的发展,无线传感网络的有效应用,可保证环境监测开展符合预期要求,并为建筑稳定以及长久使用提供保障。文章从无线传感网络特点的分析入手,分析了无线传感网络在智能建筑环境监测中的实践应用。

基于无线传感网络的电气消防电源和防火门监控分析

电气消防电源系统负责提供紧急情况下的电力保障,而防火门的及时关闭则是控制火灾扩散的关键环节,这两者的有效监控可极大提升应对火灾的及时性和有效性。无线传感网络(Wireless Sensor Networks,WSN)作为一种灵活且可扩展的技术,可无缝集成到电气消防电源和防火门的监控中,能有效提升监控系统的效率和响应速度。本文分析基于无线传感网络的电气消防电源和防火门监控系统的设计和应用,并通过实际应用测试验证了系统的有效性和可靠性。

知识图谱特征重构下无线传感网络数据存储恢复

为了提升无线传感网络数据存储恢复成功率,保障无线传感网络数据存储安全性,提出知识图谱特征重构下无线传感网络数据存储恢复方法。通过基于知识图谱的特征重构方法优化数据存储结构;利用BP神经网络和LEACH算法,对特征重构后的数据进行融合。最后,结合多级网络编码和纠删码的原理,构建多级编码矩阵对融合数据进行多级编码,并生成多份数据副本进行存储,实现无线传感网络数据存储恢复。实验结果表明,该方法能够提升数据存储恢复成功率至90%以上,通信代价低于1.5×10^(5) Mbit/s,存储恢复时间低于0.7 ms,可以在提升恢复成功率的同时,降低存储通信代价和存储恢复时间。

无线传感网络拥塞控制中节点选择强制博弈方法

无线传感网络中节点数据流量较大,分布范围较广,节点选择寻优计算复杂,导致浪费大量算力在节点选择上,拥塞控制效果不佳。提出一种无线传感网络拥塞控制中节点选择强制博弈方法,计算单条网络链路传输成本,依据传输数据耗费能量,计算传输节点可用能量比值,在传输变量权重值基础上,求得传输节点实际拥堵指数,完成节点选择。计算网络连接层的数据包丢弃概率,确定网络拥塞程度,汇聚节点数据流建立节点选择强制博弈模型,明确传感网络稳态传输条件,利用流量正态分布算法,在节点选择博弈中做出强制选择。经仿真分析证明:所提方法分组递交率保持在83%以上,丢包数量保持在100 pkt/s之内,网络传输节点端到端的延迟在0.3 s以内。

基于条件生成对抗网络的无线传感网络多节点失效修复研究

当前主流的传感节点失效修复主要通过纠删码完成,修复后节点具有更高的空间利用率,但无法有效提升网络寿命。为此,提出基于条件生成对抗网络的无线传感网络多节点数据重构方法,完成失效修复。感知无线传感网络节点,对失效节点展开裁决,确定失效节点位置,并重构节点内数据;将获取的失效节点用于条件生成对抗网络(CGAN)框架中生成器与节点替换网络的训练,通过训练好的生成器,以失效节点为条件,生成未失效节点;为提升修复性能,使用粒子群算法寻优节点替换网络参数,完成节点重构数据置换,实现失效节点的有效修复。结果表明:利用所提方法进行修复时,能耗最高仅为17 J,剩余寿命最低可达到300 h,连通度最高可达到99.2%,具有较好的修复效果。

动态层簇式无线传感网络信息加密算法

与传统的无线网络基于某种确定的网络拓扑结构组织不同,动态层簇式无线传感网络(Dynamic Layer Clustered Wireless Sensor Networks,DLCN)则是通过动态层次化的方式进行组织,导致DLCN在层次簇、簇首节点选取等诸多细节,实现较为复杂,其信息加密复杂度增加,安全性和平衡性问题一直是一个难点。提出针对动态层簇式无线传感网络的信息加密算法。分析动态层簇式无线传感网络结构,计算网络节点权重跳数以及传输时延,选取最优簇首,通过Logistic混沌映射对混沌序列展开计算,结合Merlay状态机的迁移传输,输出子密钥,实现了传感信息的加密。仿真结果表明:所提算法在DLCN数据加密过程中的密文位数始终在60左右、平均密钥扩展用时在2.5 ms以下、且二值比数值更接近于1,具备较高的安全性和平衡性。

基于组合加权k近邻分类的无线传感网络节点复制攻击检测方法

无线传感网络节点体积小,隐蔽性强,节点复制攻击检测的难度较大,为此提出一种基于组合加权k近邻分类的无线传感网络节点复制攻击检测方法。通过信标节点的空间位置数据与相距跳数得出各节点之间的相似程度,结合高斯径向基核函数求解未知节点的横轴、纵轴的空间坐标,确定各网络节点的空间位置;根据网络节点的属性特征与投票机制建立节点复制攻击模型,凭借组合加权k近邻分类法划分节点类型,并将结果传送至簇头节点,由簇头节点做出最后的仲裁,识别出节点复制攻击行为。仿真结果表明,所提方法的节点复制攻击检测率最大值为99.5%,最小值为97.9%,对节点复制攻击检测的耗时为5.41 s,通信开销数据包数量最大值为209个,最小值为81个。

大差异无线传感网络节点最佳覆盖部署算法设计

无线传感网络在节点能耗大差异的情况下,其网络覆盖存在节点部署效果差、覆盖率低等问题,因此,设计一种新的大差异无线传感网络节点最佳覆盖部署算法。通过三角点阵排列法,以节点能耗大差异角度,确定最少部署节点数量,并且初步部署节点,引入离子键导向的粒子群优化覆盖算法,在粒子群算法中增加离子键导向,获取节点最佳位置,从而获取网络节点最佳部署,实现网络节点最佳覆盖部署算法设计。仿真结果表明,所提方法对传感网络大差异节点部署效果较好,节点分布均匀,重复覆盖较少,节点利用率为95%,覆盖率达到99.0%以上,该方法有效优化了网络节点部署效果,达到了最佳覆盖。

基于混沌序列的无线传感网络敏感数据分层加密存储方法

无线传感网络中的敏感数据加密存储过程,需要解决传感数据属性小差异的影响,这种小差异的混沌性会对分类过程造成干扰,导致以单层加密存储为基础的现有方法安全性降低。为此,提出基于混沌序列的无线传感网络敏感数据分层加密存储方法。采用矩阵补全算法采集无线传感网络敏感数据,并通过基于相似度的聚类算法对敏感数据进行聚类处理,将聚类后的数据利用混沌序列表示。结合混沌序列,利用初始密钥和编码系数矩阵对聚类后的敏感数据进行分层加密,并通过提取加密数据的索引完成无线传感网络敏感数据的分层加密存储。仿真结果表明,所提方法的加密时间在17.5 s附近波动、存储数据量区间为30 GB~39 GB、安全性较高。综上可知,所提方法具有较好的无线传感网络敏感数据分层加密存储性能。

基于ZigBee无线传感网络的分簇时间同步算法

在无线传感网络中,时间同步技术在信道分配、数据收发、休眠调度中都有着关键作用。目前已有的时间同步算法,有些同步精度不高,有些需要进行频繁的数据交换导致功耗过大。因此设计出能同时满足高精度和低功耗两个要求的算法势在必行。提出的算法通过改变网络拓扑结构,构造分簇函数,选出簇头,进行分簇。在新的网络拓扑中,协调器与簇头之间通过频偏补偿来保证同步的精度,簇头与成员节点之间通过三次通信消除时延进行时间同步,从而实现全网时间同步。仿真结果表明,整个网络在较低功耗下也能有较高的同步精度。

面向无线传感网络的同步时钟技术研究

考虑到传统的时钟同步技术在信息交互过程中产生的延迟具有不确定性,为了消除其对时钟同步的影响,提出了面向无线传感网络的同步时钟技术研究。通过对任意一个网络节点在真实物理时间的本地时间进行变换处理,构建无线传感网络的线性时钟模型,根据高斯分布所具有的加减特性,计算两个连续同步轮次的动态响应时间差值,在离散形式下,构建无线传感网络观测模型。通过计算无线传感网络时钟差值的均值,得到无线传感网络节点的时间戳,将无线传感网络节点数据交互误差补偿的目标函数转换成向量的形式,补偿无线传感网络节点数据交互误差,实现无线传感网络的时钟同步处理。实验结果表明,在微秒级延迟下,该技术的同步精度仍较高,可以有效消除网络信息延迟的不确定性对同步时钟的影响。

基于无线传感网络的现代建筑多传感安防预警系统设计

预警系统是现代建筑智慧体系中重要组成部分,对保证建筑安全具有重要作用,但目前系统功能与性能还有待提高,在实际中错误报警比例比较高,而且反应性能比较弱,提出基于无线传感网络的现代建筑多传感安防预警系统设计。系统采用应用层、业务逻辑层、网络层与感知层四层体系结构,硬件方面对温度、烟雾、湿度、图像多种无线传感器和报警器选型与设计,利用无线传感网络对传感数据传输,软件方面通过对多传感信息融合处理,评价建筑安全等级并预警响应,以此完成基于无线传感网络的现代建筑多传感安防预警系统设计。经实验证明,设计系统错误报警比例不超过1%,反应时间不超过0.25s,在现代建筑安全防护预警领域具有良好的应用前景。

无线传感网络中一种基于RF-GAN模型的入侵检测算法

针对现有无线传感网络入侵检测算法存在的效率低、精度差等问题,提出基于RFGAN模型的无线传感网络入侵检测算法。首先,采集无线传感网络运行数据,通过去噪、缺失补偿等步骤,完成对原始数据的预处理;然后,利用RF-GAN模型提取无线传感网络运行特征;最后,通过提取特征与检测标准的匹配,得出网络入侵检测结果。理论分析及实验结果表明:优化设计方法的入侵类型误检率明显更低,入侵数据量检测误差为0.015GB,相较于现有检测算法具有一定优势。

基于无线传感网络的智慧农业监测系统设计

在信息化、智能化的时代背景下,智慧农业已成为推动农业现代化的重要手段。在这种情况下,基于无线传感网络的智慧农业监测系统应运而生,它融合了物联网、云计算、大数据等多项先进技术,为农业生产提供了全新的解决方案。文中介绍了智慧农业监测系统的研究背景,详细阐述了系统的总体设计、硬软件设计及数据分析方法,设计了一种基于无线传感网络的智慧农业监测系统,为农业生产提供了支持。

多用户源头无线传感网络不完整数据挖掘算法

针对无线传感网络多用户源头数据受噪声影响,导致数据缺失的问题,为了提高数据的完整性,提出多用户源头无线传感网络不完整数据挖掘算法。采用组合广义形态滤波方法对多用户源头无线传感网络数据展开去噪处理,避免噪声数据影响数据填补结果;采用集成学习方法对数据进行深度挖掘,将挖掘出的数据展开分类处理;利用低秩矩阵填充理论对分类后的数据展开首次填补,在此基础上引入曲线相似分类对缺失数据进行二次填补,完成多用户源头无线传感网络数据的完整挖掘。仿真结果表明,所提方法在不同数据集中获得的均方根误差低于0.164%,信噪比高于41.8dB,补全后的数据平均绝对误差为0.023%、平均百分比误差为3.5%、均方根误差为0.021%。因此,所提方法具有较好的去噪效果和较高的数据填补性能。

基于多策略改进蝴蝶优化算法的无线传感网络节点覆盖优化

针对无线传感网络(WSN)的节点覆盖存在着覆盖率低、节点分布不均匀的问题,提出一种基于多策略改进的蝴蝶优化算法(MIBOA)的节点覆盖优化策略。首先,将基础的蝴蝶优化算法(BOA)与麻雀搜索算法(SSA)结合改进搜索过程;其次,引入自适应权重系数提高寻优精度和收敛速度;最后,对当前最优个体进行柯西变异扰动,提高算法鲁棒性。基准测试函数的寻优实验结果说明,MIBOA基本可在3 s内求解测试函数最优值,且收敛平均值精度较BOA提高了97.96%。将MIBOA应用于WSN节点覆盖优化问题,与BOA和SSA相比,节点覆盖率至少提高了3.63个百分点;与改进灰狼优化算法(IGWO)相比,部署时间缩短了145.82 s;与改进鲸群优化算法(IWOA)相比,节点覆盖率提高了0.20个百分点且时间缩短了1112.61 s。综上,MIBOA可较好提高节点覆盖率并降低冗余覆盖率,有效延长WSN的生存时间。