基于互信息系数和支持向量机的无线传感器链路质量估计方法研究

准确估计链路质量是提高无线传感器网络(WSN)协议性能的基础,针对目前WSN链路质量估计模型中存在的特征选择以及分类方法没有统一的标准、缺少公开数据集等问题,提出了一种基于支持向量机的WSN链路质量分类估计模型APSO-SVM,利用互信息系数选择模型输入特征,通过APSO粒子群优化算法获得模型的最优超参数,根据输入特征的特点对缺失值进行填充。在多种场景和不同的干扰及竞争条件下进行实验,实验结果表明,与现有算法相比,本文提出的APSO-SVM具有更好的性能,查准率和查全率分别达到97.21%和96.47%。

基于GA-KFCM聚类的WSN分簇路由算法

针对无线传感器网络中LEACH协议存在的分簇数量波动过大、簇头分布不均以及能耗不均衡等问题,提出一种基于GA-KFCM聚类算法和LEACH协议的WSN分簇路由算法GAKFCM-LEACH。在分簇阶段,基站使用GA-KFCM算法对工作区域内的节点进行分簇,以保证分簇数量稳定且簇的大小相对均等;在簇头选举阶段,考虑节点的剩余能量、基站的距离等因素,并动态配置权重因子;在数据传输阶段,估算不同传输路径的当前簇头能耗,并作为确定下一跳簇头的重要指标,使得多跳传输路径得到优化。仿真实验结果表明,与LEACH协议及其改进算法相比,该算法使得分簇更加稳定,网络的生存时间较LEACH延长108%,较KMEANS-LEACH、FCM-LEACH算法分别延长20%和15%。

代码分发协议中的自适应机制研究

代码分发技术是对无线传感器网络进行后期软件维护的关键技术,针对其易受干扰的特点,提出基于喷泉码的代码分发协议自适应机制,通过理论分析与仿真得到给定丢包率下使数据通信量最小的最佳冗余长度;根据实时估计的链路质量分别采用动态调整冗余分组数量和更换数据信道的方法减少总通信量,降低时延。实验结果表明,与固定冗余长度的代码分发协议相比,当丢包率小于0.1时,具有动态冗余长度机制的代码分发协议DRD可以减少约20.45%的通信量以及37.39%的分发时间;当丢包率介于0.1~0.25之间时,结合多信道与动态冗余长度机制的分发协议DRD&MCN可以减少约53.08%的通信量以及64.05%的分发时间。所提方法可使通信量与分发时间显著减少,提高了分发效率,有利于延长无线传感器网络的生存时间。

齿形结合面法向接触阻尼理论分析与实验研究

针对装载齿形防松垫圈的螺栓联接结构对接触阻尼展开研究,以接触分形理论为基础,将齿面与平面的接触进行等效简化,建立了结合面法向接触阻尼及损耗因子分形模型,分析了法向载荷和接触面积对接触阻尼的定性影响,建立了装有齿形防松垫圈的螺栓联接悬臂梁结构实验台,开展了阻尼比检测实验.理论分析和实验结果均表明齿形结合面的接触阻尼随着法向载荷的增大而减小、随着接触面积的增大而减小.