5G通信驱动的无线传感器网络多节点路由算法研究

在多节点无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)的应用场景中,如何利用5G通信技术高效地组织网络中的数据流,确保信息的准确与及时传输,成为研究的重点。因此,文章提出一种5G通信驱动的WSN多节点路由算法。首先,分析5G通信环境下多节点传感器网络的特点,包括节点的动态变化、网络拓扑结构的不稳定性以及数据流量的不确定性等。其次,设计一种基于K-means的均匀分簇路由算法,采用基于节点能量和数据传输距离的综合评价机制。最后,构建WSN多节点仿真环境,并与现有的路由算法进行对比。结果显示,所提出的路由算法在网络生命周期等关键性能指标上都有显著的改善。

无线传感器网络的节能路由策略

全面探讨无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)中的节能路由策略,并重点分析主要的节能路由策略及其优化。详细介绍基于层次、数据融合、睡眠调度和动态路由的节能策略,并提出优化建议,包括增强路由协议的自适应性、提升数据处理和融合效率、实现网络拓扑的动态调整以及应用机器学习和人工智能技术。这些策略和优化建议旨在提高WSN的能效,延长网络寿命,并保持数据传输的准确性和可靠性。

智能配电网无线传感器网络路由算法优化研究

目前,配电网接入智能设备较多,易造成连接性较差、网际互连协议(Internet Protocol,IP)使用空间不足等问题。基于此,文章使用改进和声搜索算法优化智能配电网无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)路由算法,降低数据回传概率,维持算法的运行效率。通过仿真实验,证明该算法能够有效降低数据传输的时延,提高数据运输的专业性和可靠性,依靠均衡各节点的能耗,延长WSN使用寿命。

无线传感器网络(WSNs)路由安全问题的现状与对策研究

笔者对比分析了无线传感器网络(WSNs)安全体系结构的组成;讨论了限制无线传感器网络安全的各种因素以及安全评估的目标;在分析现有路由协议的基础上,从路由安全的攻防角度入手,详细阐述了现有各种路由攻击手段的原理、特点及危害,并给出了相应的攻击示意框图;有针对性地提出一些相应的安全防范对策,为WSNs安全路由的设计与实现提供了一些思路。

基于信任的分层无线传感器网络安全簇头选举方案

由于传感器节点的资源受限,导致无线传感器网络无法部署高强度的安全算法。因此,针对分层无线传感器网络,如何防御内部攻击,如何在考虑能量有效性的情况下,实现感知数据安全的传输就变得非常重要。改进基于二项分布的无线传感器网络信任评估系统(Improved Binomial-based Trust Management System, I-BTMS)。通过引入簇头的信任评价,解决第三方推荐的可信度问题;将I-BTMS输出的当前信任值,作为下一轮簇头选举的因素,同时考虑能量消耗,设计基于信任的分层无线传感器网络安全簇头选举方案(Trust-based Secure Cluster-Head Election Scheme, T-SCHES),形成有效的安全迭代。实验结果表明,所提I-BTMS可以有效地防御共谋攻击,T-SCHES实现了安全性与能效的均衡,提高网络安全性,延长网络生命周期。

无线传感器网络(WSN)定位系统设计

针对现有无线定位系统中,定位引擎算法固化导致应用缺少灵活性、成本高的问题,提出一种集成ZigBee无线收发器和微控制器的CC2430为核心器件,并配以终端软件的集中式无线传感器网络定位系统方案。该方案利用软件方法实现较高的定位精度,降低对硬件的要求,减少了无线传感器定位系统的成本。无线定位网络主要由协调器节点、参考节点和盲节点组成,系统采集盲节点到各参考节点的信号强度指示值(RSSI),值通过协调器RS232接口与上位机实现通信,并根据不同的应用环境由上位机选择合适的RSSI定位算法,实时获取盲节点位置。实验表明该方案切实可行有效。

基于迁移强化学习的无线传感器网络快速抗干扰方案

在动态干扰环境下的多节点无线传感器网络中,随着状态-动作空间的增大,传统强化学习难以收敛.为克服这一问题,本文提出一种基于迁移强化学习的快速抗干扰算法,即将多智能体Q学习和值函数迁移方法相结合.首先,将多节点通信抗干扰问题建模为马尔科夫博弈;然后,引入互模拟关系度量不同状态-动作对之间的相似性;最后,采用多智能体Q学习算法学习抗干扰策略,并在每一步Q值更新后,根据不同状态-动作对之间的相似性进行值函数迁移.仿真结果表明,在分时隙传输的在线抗干扰问题中,所提算法的抗干扰性能显著优于正交跳频法和随机跳频法,在达到相同抗干扰效果时,所需的迭代次数远少于常规Q学习算法.

基于SSO的铀尾矿库无线传感器网络定位算法

为提高铀尾矿库无线传感器网络(WSN)定位算法的定位精度和收敛速度,利用优化的麻雀搜索算法(SSA)改进基于信号强度指示(RSSI)的定位算法。首先,引入混沌映射和精英方向学习初始化麻雀种群,丰富种群多样性,提高算法的全局寻优能力;其次,采用莱维飞行策略改进搜索者的位置更新方式,避免陷入局部最优;然后,采用优化的SSA代替最小二乘法来定位未知节点,并将定位算法应用于铀尾矿库放射性核素污染监测定位;最后,在不同的锚节点数、通信半径以及噪声标准差条件下,对比麻雀搜索优化定位算法(SSOLA)与加权质心定位算法(WCLA)、接收信号强度指示差定位算法(RSSID)、麻雀搜索定位算法(SSA)、粒子群定位算法(PSO)以及樽海鞘群定位算法(SAP)的性能。结果表明:SSOLA与其余5种算法相比定位误差平均下降41.9%、45.2%、26.8%、39.9%和36.9%,定位精度更高,收敛速度更快。

面向5G网络的WSN网络节点安全部署算法

在部署无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)网络节点的过程中,由于缺乏对节点位置的寻优分析,导致节点的覆盖效果和分布效果不理想,为此提出面向5G网络的WSN网络节点安全部署算法。首先,结合目标覆盖区域的三维空间特征,以集合的形式对无线传感器节点进行表征,并采用概率感知的方式计算节点感知状态,构建WSN节点覆盖模型;其次,引入花朵授粉算法,采用局部授粉的方式设置初始无线传感器节点的位置,以WSN节点覆盖模型输出结果最大化为目标函数开展全局授粉,实现对无线传感器节点位置的更新寻优;最后,通过设置缩放步长因子与迭代次数之间的线性关系,实现对寻优精度的控制。测试结果表明,设计算法的节点覆盖率稳定在91.02%以上,均匀度稳定在16.15以上,均处于较高水平。

无线传感器网络(WSN)支架压力监测数据自适应拟合方法

无线传感器网络用于支架压力监测已受到越来越多的重视,对此提出采用支架压力数据的自适应拟合方法来有效地压缩传输数据,以提高节点的生存期。按压力数据变化的奇异性,设计了自适应分段线性拟合,传输中只传输拟合系数,而不是传输数据本身,既降低了传输的数据量,又保留了重要的数据信息,还有效地提高了传感器节点的寿命。

基于云计算技术的无线传感通信链路优化策略研究

随着物联网技术的迅速发展,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)在各类应用中的普及程度日益提高。然而,WSN存在数据传输效率低下、能耗高、安全性不足等问题,成为制约其进一步发展的瓶颈。云计算具有强大的数据处理和存储能力,是解决上述问题的关键。文章概述云计算技术,提出一种基于云计算技术的无线传感通信链路优化策略。该策略通过计算节点间的综合信任值,筛除恶意数据,并对数据进行云压缩,以减轻网络通信负担。为验证这一优化策略的实际效果,设计相关实验。实验结果表明,该策略显著提升了WSN的数据传输效率、安全性及可靠性。

基于WSN+UWB的室内人员定位系统设计

随着社会发展,家长对幼儿安全越来越重视,幼儿园环境安全与否直接关系到儿童的健康及生命。为保障园区内幼儿状况及安全,文章提出了一种室内人员定位系统设计,该系统在满足基本定位需求的同时,采用了超宽带(Ultra Wide Band,UWB)技术,具有穿透性强、抗干扰和功耗低等优势,其性能表现已超过蓝牙和Wi-Fi,并以UWB技术作为主要技术依据,将无线传感网络(Wireless Sensor Network,WSN)技术与UWB技术相结合,设计了一款智能化的人员看护及定位系统,测试结果证明了该系统设计可满足园区内人员监测及定位警报的需求。

基于GG-FSPM的WSN网络在海洋生态监测中的功率控制技术研究

为了优化传统WSN在海洋生态监测中拓扑结构的复杂度高以及全功率通讯方式所带来的信号干扰和高能耗问题,提出一种基于GG图和自由空间广播模型(FSPM)的拓扑功率控制,通过GG图优化网络拓扑,降低拓扑复杂度;通过自由空间广播模型进行功率控制,减少信号通讯距离,降低信号干扰和能耗,进一步去提高WSN网络整体性能,仿真结果验证了GG-FSPM相结合的有效性。

基于无线传感网络的畜禽舍环境监控系统的设计与实现

针对规模化畜牧养殖中畜禽舍环境监测难的问题,设计开发了一套基于无线传感网络的畜禽舍环境监控系统,该系统能对畜禽舍环境参数(如温度、湿度、光照、大气压、氨气浓度等指标)进行实时监测,并能智能化地根据设定的环境指标上下限自动控制畜禽舍相关设备如风机、风扇、湿帘、电灯等的开启,最终达到将畜禽舍环境参数控制在设定的范围、减少动物热应激、净化畜禽舍环境、促进动物健康成长的目的。

农田无线传感器网络的节点部署仿真与实现

应用无线传感器网络进行农田信息采集时,针对农田面积大、传感器节点众多的特点,如何有效地部署节点成为研究的热点之一。利用NS2软件从丢包率、平均延时、剩余能量和接收信号强度等网络性能角度对随机部署、正六边形部署及正四边形部署方式进行了仿真比较,最终确定正六边形部署方案,并在农田中进行实地试验。结果表明系统能够实现无缝覆盖,稳定可靠的采集农田信息,为无线传感器网络在农田环境中的进一步应用提供了参考。

机械设备状态监测无线传感器网络研究进展

通过分析无线传感器网络(wireless sensors network,简称WSN)的优势和潜能,提出将无线传感器网络应用于机械设备状态监测中,以弥补目前有线连接的机械设备状态监测系统的局限性。针对目前机械设备状态监测中所用的无线传感器网络节点硬件性能偏低、采样频率也低、缺乏信号同步采集研究、对大量数据快速可靠传输研究偏少、对于反映机械设备状态最关键的机械振动的监测还难以实现等问题,提出要实现基于无线传感器网络的机械设备状态监测,必须解决高速同步采集、实时可靠传输和能量供应等难题。指出了低成本、低功耗、微型化、网络化、多功能化将是无线传感器网络在机械设备状态监测应用中的发展方向。

基于量子遗传算法的无线传感网络路由优化

考虑到无线传感网络(WSN)传感器节点的能量有限性,分析了WSN的网络模型和能量模型,提出一种基于改进量子遗传算法的路由优化算法.利用复杂连续函数测试,验证了算法的性能和可行性.经仿真分析,证明该算法应用于WSN路由优化问题时,能更快速和更稳定地求解最小能量代价的数据传输路径,从而减少WSN传感器节点的能量消耗,延长整个WSN网络的使用寿命.

基于无线传感器网络的气体泄漏源快速定位方法研究

为及时发现大气环境中危险化学品泄漏事故,快速准确判断泄漏源位置,实现有效的监测监控,开发出集气体质量浓度信息采集、时间校准、无线收发等功能于一体的集成探测模块。在此基础上,建立基于无线传感器网络(WSN)的气体泄漏实时监测平台,提出实时监测数据和高斯扩散模型相结合的气体泄漏源快速定位方法。通过开展实际场地泄漏试验,实现气体泄漏源的快速定位,并分析试验系统的敏感度。结果表明:气体泄漏扩散受风力影响很大;合理布局探测器,能有效提高泄漏源定位精度,为危险气体泄漏事故的应急决策提供决策参考。

基于二项分布的无线传感器网络信任管理系统

由于无线传感器网络不同于传统网络的特点,导致其很容易受到来自妥协节点的内部攻击。信任管理系统是防御无线传感器网络内部攻击的最有效方法。针对无线传感器网络节点信誉和信任的评估,我们改进了用于无线传感器网络的基于贝塔的信誉系统BRSN(Beta Reputation System for Sensor Networks),提出了基于二项分布的无线传感器网络信任评估系统BTMS(Binomial-based Trust Management System)。BTMS基于对节点行为的监控,利用二项分布来描述节点信誉的分布,并进一步得到节点信任值,从而指导中继节点的选择,降低内部攻击的危害。实验结果表明,利用BTMS可以有效的防御来自妥协节点的内部攻击,提高网络安全性。

基于无线传感器网络的电力设施冰灾实时监测与预警系统

一套完整可靠的电力设施冰灾监测预警系统可以为各项防灾、减灾、救灾措施提供可靠数据。在极端冰冻气候下,通信网络中断会使现有电力设施冰灾监测预警系统不能发挥预定作用。为此,文章提出了将无线传感器网络应用于电力设施冰灾监测预警系统,结合监测系统的目标与输电走廊的特点,在满足系统覆盖性的前提下,优化了各类传感器节点的部署,设计了一种塔内为底层且塔间为顶层的二层架构网络拓扑结构,同时将小CT取能装置与蓄电池结合,解决了传感器网络节点的能量供给,采用基于查询的路由协议以及相应的数据融合技术提高了数据传输的效率。文中还指出今后可将保证监测系统的可靠性、安全性,解决其与现有电力通信网络的互联问题作为研究重点。