基于正方形区域的WSAN节点定位算法的研究

在WSAN中,执行器节点可根据传感器节点感知的数据做出决策并执行相关操作,因此其对感知到事件的传感器节点的准确定位对于实施精确的控制策略至关重要。区别于现有WSN中的非测距定位方式,利用移动的执行器节点代替WSN中的锚节点,提出了一种基于正方形区域的WSAN节点定位算法。首先通过执行器节点的移动确定待定位传感器节点所在区域,然后通过迭代不断缩小该区域,当满足定位精度要求时计算区域的质心作为待定位节点的坐标。仿真实验证明,算法能够在存在RSSI误差和GPS误差干扰的情况下取得较好的定位精度,且使用少量的执行器节点完成定位不仅能节省网络部署成本,还可以克服传统WSN中非测距定位算法严重依赖锚节点密度的不足。

一种WSN中的三层多维事件协作检测算法

提出了一种适用于无线传感器网络的三层多维事件协作检测算法。传感器节点通过计算均值向量序列的相似度发现异常,并通过投票机制确认事件发生。簇头节点根据边界向量序列的相似度,利用改进的K均值聚类算法对多维事件数据进行分类和合并。汇聚节点利用事件属性数据的概率分布,匹配检测出事件的类型。理论分析和仿真试验的结果表明:与传统集中式的事件检测算法相比,该算法能在噪声干扰下提高对多维事件的检测精度,降低算法的通信量和计算复杂度,延长网络的生存时间。

一种新型的WSAN两层协作路由协议

在WSN网络中引入执行器节点构成WSAN网络,并依据WSAN网络特性提出一种新的协作路由协议———基于动态分簇的角度转发路由协议AFRPDC(Angle Forwarding Routing Protocol base on Dynamic Clustering)。AFRPDC协议由2部分算法组成:基于接收信号强度RSSI(Received Signal Strength Indication)的动态分簇算法BRCA(Based on RSSI Dynamic Clustering Algorithm)和角度转发路由协议AFRP(Angle Forwarding Routing Protocol)。BRCA算法保证传感器节点形成较为稳定的拓扑,实现传感器节点与簇头节点的协作;AFRP协议利用簇头节点的角度信息转发事件报告,实现簇头节点与执行器节点的协作通信。仿真结果表明,AFRPDC协议中节点分簇有较好的稳定性,同时AFRPDC较基于链路状态分簇的定向扩散协议DDLSC在降低平均时延和节点能耗方面有更好的表现,可满足WSAN网络对实时性、可靠性和低能耗的要求。

面向仓储系统的自动化WSAN“感知一控制”模型研究

建立正确的“感知一控制”模型是实现基于RFID和WSAN的物流仓储系统的关键。研究执行器节点自主移动环境下的多维事件协作检测和跟踪算法；研究基于合同网协议和多竞价拍卖算法的多执行器节点实时任务分配方法，并利用WSAN动态拓扑度相关性和网络同步能力的关系研究执行器的牵制控制策略；同时，基于神经网络模型和竞合博弈模型设计执行器节点的移动控制策略和编队控制策略。模型的有效性可利用扩展的UML建模方法和XMSF集成框架来评估。