面向非视距环境的室内定位算法

节点位置信息在无线传感器网络中起着至关重要的作用.大多数定位算法在视距(Line-of-Sight,LOS)环境下能够取得较高的定位精度,然而在非视距(Non-Line-of-Sight,NLOS)环境下,由于障碍物的阻挡,无法取得理想的定位精度.针对室内环境中普遍存在的非视距传播现象,提出了基于RTT(Round Trip Time)和AOA(Angle Of Arrival)混合测距方式的室内定位方法,一种轻量级基于网格的聚类算法(Lightweight Grid-Based Cluster,LGBC)被用来生成移动节点的定位区域.算法不需要获取室内环境的先验信息.仿真结果表明,LGBC算法复杂度低,计算开销小,并且与同类算法相比,定位精度提高约65%.

基于改进蚁群算法的无线传感器网络栅栏覆盖优化研究

在无线传感器网络栅栏覆盖研究中,如何调度已部署的传感器节点构建栅栏并延长网络生存时间已成为热点问题。研究了满足Poisson分布的静态无线传感器网络强K-栅栏覆盖问题。将部署区域划分为a个子区域,相邻子区域之间形成一定的缓冲区域,在每个子区域利用偏离角蚁群算法构建多重栅栏。最后通过调度算法延长栅栏生存时间。仿真实验结果验证了算法的收敛速度快且栅栏生存时间长等特点。

抵御虫洞攻击的无线传感器网安全定位算法

节点定位技术是无线传感器网络的支撑技术之一,节点位置信息是很多基于无线传感器网络的应用的基础。无线传感器网络是一个动态的网络,每隔一段时间需要进行重新定位,并且在重定位过程中易受到攻击节点攻击。针对无线传感器网络中无需测距的定位技术,分析虫洞攻击对DV-Hop定位的影响,提出了一种基于信誉模型的抵御虫洞攻击的分布式轻量级DV-Hop安全定位算法TMDV-Hop(Trust-Model-based DV-Hop Localization Against Wormhole Attack)。仿真表明,在无需额外硬件辅助下,TMDV-Hop算法能有效降低虫洞攻击对定位过程的影响,验证了该算法的有效性。

无线传感器网络中的节点位置验证方法

节点位置信息是感测数据的重要上下文信息,节点自定位技术是无线传感器网络的支撑技术之一。在基于信标节点的定位技术中,信标节点位置的可靠性是影响网络服务质量的关键因素。针对信标节点位置漂移和恶意信标节点引起定位精度下降的问题,提出了一种基于信誉模型的分布式轻量级节点位置验证方法(Reputationbased Location Verification,RLV),通过建立无线传感器网络中的节点位置信誉模型来识别网络中的不可靠信标节点。仿真结果表明信誉模型能够较好的反映节点的定位精度,RLV算法可以探测出95%以上的不可靠信标节点。

一种多传感器融合的室内三维导航系统

提出了一种多传感器融合的室内三维导航系统,利用了建筑物内的地磁信号,结合转向角传感器记录转过的角度、气压传感器检测用户所处环境中楼层高度,采用众包思想收集数据进行地磁地图的构建,使用地磁指纹匹配技术实现室内任意位置的定位及导航。相比基于Wi Fi和蓝牙的室内导航系统,基于地磁的室内导航系统不需要任何基础网络设施,应用广泛、灵活,实现成本低。通过在智能手机上部署系统进行实验性能评估,结果显示最高精度达到1 m以内,有95%的导航误差在3 m之内,平均误差不超过2 m,证明其有良好的定位功能并适用于一般大型建筑物。

一种基于线性时间概率计数算法的数据聚集技术

无线传感器网络中,通过数据聚集操作在中间节点预先对数据进行处理,可去除大量冗余,减少数据传输,实现节能。针对多路径路由下数据聚集操作的重复计数问题,研究对副本不敏感的概要结构并优化某些特性,在线性时间概率计数算法的数学模型基础上提出一种新的数据聚集技术FA(Fan Aggregation)技术,实现高能效的数据聚集。理论分析和仿真实验均表明,FA技术相较于FM(Flajolet Martin)技术和LC(Linear Counting)技术在存储空间和准确率上均有更好的性能体现。

一种分布式的1-栅栏覆盖构建算法

在构建栅栏覆盖的过程中,需要考虑网络构建成本和生存时间这两个核心问题。对于前者主要考虑节点数和信息传输量,而对于后者则应避免网络因个别节点的死亡而陷入瘫痪。该文针对上述两个问题,提出一种基于1-栅栏覆盖的分布式栅栏覆盖算法(Distributed Barrier Coverage Algorithm,DBCA),算法通过聚类分簇和簇内路径选择这两个过程来实现覆盖。理论分析和仿真结果表明,该文所提出的算法能够有效减少网络部署的节点数以及传输的信息量。在部署节点达到700时,该算法比最优节点选择算法(Optimal Node Selection Algorithm,ONSA)和本地栅栏覆盖协议(Localized Barrier Coverage Protocol,LBCP)算法传输的信息量分别减少25%和41.6%,生存时间分别多44%和30%。