无线传感器网络瓶颈节点判断及路由方法研究

针对无线传感器网络中存在的由于其失效导致网络节点割裂成互不连通的各部分的瓶颈节点问题,从一类准瓶颈节点角度出发,提出了基于节点间连通关系的聚类划分方法。在此基础上,建立了瓶颈节点的判断方法,进而从均衡节点能耗的角度,提出了基于最小跳数多路径选择的减轻准瓶颈节点和瓶颈节点影响的路由方法。仿真结果表明,应用这些方法的传感器网络,不仅能够有效的判断瓶颈节点,而且能够均衡准瓶颈节点和位于瓶颈节点前的汇聚节点的能耗,从而延长网络寿命。

一类异类无线传感器网络节点调度问题研究

针对一类以配置了多种传感器的节点组成的,部分传感器完全覆盖,部分传感器局部覆盖的异类无线传感器网络节点调度问题,提出了一种基于改进遗传算法的优化策略。在构建网络模型的基础上,建立了节点调度分化策略,提出了冗余信息度的概念来描述网络能耗效率,并设计了以冗余信息度和不同传感器目标区域感知覆盖率为优化目标的改进多目标遗传算法NSGAⅡ,用于求解节点分化策略。仿真结果表明,该方法可以通过迭代得到收敛的Pareto最优解,并为传感器网络提供一个多目标Pareto最优节点分化策略方案集,供不同应用选择。

传感器网络层级结构路径覆盖控制方法

针对路径覆盖节点控制策略问题,利用路径覆盖的特点,提出了一种基于层级结构的节点覆盖控制方法。通过对节点感知监测目标的先后顺序,在保障不丢失监测目标的前提下,建立了节点层级模型和关联模型,设计了以开启节点数目和均衡能耗为优化目标的覆盖控制策略。仿真结果表明,该方法较基于冗余节点的覆盖控制方法,可以有效地改善节点的能耗效率,从而起到提高网络服务质量,延长网络寿命的目的。

无线传感器网络寿命预测模型

通过对网络能耗模型的分析,综合网络能耗方程和终止条件,建立了一种定量预测传感器网络寿命模型。建立了单个节点稳态能耗速率时间序列ARMA模型,通过最小二乘法预测能耗趋势,提出了应用于实际系统的寿命预测计算方法。利用该方法,对应用LEACH协议和HEED协议的传感器网络进行了寿命预测仿真。实验结果表明,模型和计算方法达到了预期的寿命预测效果。

一种改进的WSN成簇算法

从保证无线传感器网络(WSN)感知覆盖性能角度出发,分析节点剩余能量、重叠感知覆盖率与簇头选择的关系,改进LEACH协议中簇头阈值选择前的信息采集过程,提出一种适用于高密度随机部署的WSN成簇算法。实验结果表明,该算法可有效保持网络感知覆盖率,从而延长网络寿命。

军用无线传感器网络体系结构研究

无线传感器网络作为一种全新的监测系统被广泛认为是军用侦查探测系统的发展方向,已经成为国际军事领域研究热点。在总结了几种无线传感器网络体系结构的基础上,针对军用领域特定的性能需求,对这些体系结构进行了比较。