基于节点冗余的CAN总线网络双冗余方法

目前在CAN总线冗余设计方法中只对总线进行冗余设计,仍然不能满足恶劣工业环境对CAN总线可靠性的要求。针对这一问题,提出了一种基于节点冗余的CAN总线网络双冗余方法。该方法对网络中每个节点进行总线冗余,同时为系统的主节点进行节点冗余。测试结果表明:若总线出现故障,系统中所有节点均能自动切换到备用总线工作;若主节点出现故障,备份主节点则自启动,发挥主节点的作用;当主节点恢复正常时,备份主节点则自行回到备份状态。此方法能同时实现节点冗余和总线冗余,大大提高了系统的可靠性。

基于节点冗余容量动态控制的复杂网络鲁棒性研究

针对传统级联失效模型中冗余参数固定不变的问题,该文综合考虑节点受攻击程度不同和失效过程中网络拓扑的动态变化,建立了基于节点冗余容量动态控制(DRC)的级联失效模型。通过定义网络相变临界因子μ衡量节点失效引发级联失效的概率,分析了网络鲁棒性与μ之间的相关性,并结合度分布函数详细推导了μ的解析表达式,基于解析表达式提出了两种网络鲁棒性提升策略。仿真结果表明,在模型网络和真实网络中,根据被攻击节点度的不同,通过调整节点初始负载参数?可以有效提高目标网络的鲁棒性;DRC模型下级联失效传播范围较Motter-Lai(ML)模型显著减小。

基于网格划分的无线传感器网络节点冗余分析

在无线传感器网络中,节点的大量随机部署导致冗余节点的存在,寻找冗余节点并使它定时休眠,可以减少网络冗余数据和信道拥塞、降低节点能耗,从而延长网络的生命周期.现有的CCP算法、圆周覆盖算法在去除冗余节点后网络产生覆盖盲区;基于Voronoi图的算法计算量大且只能用于同构网络;节点时间表制定算法在判定过程中只考虑部分邻居节点,不能完全消除冗余节点.提出基于网格划分的冗余节点判定方法,并且将网格算法与EECRS协议结合,建立基于冗余节点消除的路由协议.仿真分析结果表明,网格算法冗余节点判定的准确性优于圆周覆盖算法和CCP算法的;网络生命周期比圆周覆盖算法的延长22.2%,比CCP算法的延长30.5%,该路由协议能够有效延长网络生命周期.

基于数据驱动的光纤网络冗余节点状态调度方法

光纤网络节点冗余易导致网络覆盖面积重叠,为此,提出基于数据驱动的光纤网络冗余节点状态调度方法。基于数据驱动构建光纤网络节点覆盖模型,并分析节点的覆盖范围。然后计算覆盖区域的中心直线距离,鉴定节点的冗余覆盖。最后,根据节点传播信号搜索临近传输节点数量,并根据流量负荷参数完成节点调度。实验过程中,应用该方法后,网络平均带宽利用率在76.1%~95.8%之间,节点剩余能量逐步稳定在0.08 kJ上下,存活的节点至少有50个,均衡调度耗时最高为10 s,说明该方法可以在快速实现网络负载均衡的同时,有效延长节点寿命,减少节点重叠覆盖。

最佳节点找寻下传感节点优化部署覆盖仿真

在传感节点部署过程中,节点的密度影响节点覆盖,密度过低会导致覆盖不足,无法捕捉到关键信息;密度过高则会浪费资源和增加成本。因此,提出最佳节点找寻下传感节点部署覆盖优化方法。建立传感节点概率感知衰减模型,获取传感网络中传感节点的应用环境。通过全局传感网络冗余节点休眠算法,对冗余节点执行休眠操作,以此减少网络能耗;计算传感网络覆盖率,并将传感网络最大覆盖率和最小传感节点利用率作为传感节点部署覆盖优化目标函数;引入鱼群算法和粒子群算法求解,同步对最佳传感节点位置迭代寻优,以此实现最佳节点找寻下传感节点部署覆盖优化。实验结果表明,所提方法的网络覆盖率高,能够有效降低节点能耗,且运行时间短,增强了网络寿命。

新颖的冗余节点无线传感网能量感知分簇算法

针对一类具有冗余节点的无线传感网,提出了一种新颖的能量感知的动态分簇算法NEAC。它基于动态分簇路由机制,根据节点分布密集程度簇内分布一定数量的休眠节点,在数据传输阶段,这些休眠节点不感知和发送数据,当簇首节点的能量消耗达到一定阈值后需要重新轮换簇首,它们被唤醒并根据休眠节点和簇首轮换机制实现快速簇首和休眠节点选举以平衡节点间的能耗。仿真结果表明,与典型的分簇协议相比,NEAC能够更好地平衡节点的能耗,获得更长的网络生存期。

宽带低压电力线通讯信道冗余节点动态调度方法

常规冗余节点调度方法中,节点平均能耗较高,宽带网络覆盖受到限制,导致冗余节点无法被精准定位,影响节点调度效果。因此,设计了宽带低压电力线通讯信道冗余节点动态调度方法。构建电力线通讯信道模型,分析通讯信号的传输特性,定位通讯信道冗余节点,快速找到冗余节点位置,调整节点调度能耗,再建立冗余节点信息动态调度机制,确定节点能耗的动态变化,抑制宽带网络覆盖漏洞次数,进而实现宽带低压电力线通讯信道冗余节点的动态调度。利用仿真实验的方式,验证了该方法的节点能耗较低,冗余节点调度效果更佳,能够应用于实际生活中。

无线传感器网络冗余节点休眠调度算法

提出一种冗余节点休眠调度算法来延长网络生命周期。调度过程中重点考虑两方面问题:一是采取策略防止大量节点同时从工作状态转入休眠状态以防止大量盲区同时产生;二是根据邻居表中节点的工作邻居数量,判定节点是否处于网络边界,对边界节点和内部节点采用不同的调度策略,防止边界收缩。仿真结果表明,算法能有效延长无线传感器网络的生命周期。

基于冗余节点休眠和分阶段唤醒策略的传感器网络三维覆盖控制方法

该文针对无线传感器网络中节点能量有限且密集布点时存在大量冗余节点的情况,提出了基于冗余节点休眠和分阶段唤醒策略的无线传感器网络3维覆盖控制方法。在3维待监测区域中随机配置大量传感器节点,达到高密度分布,使冗余节点处于休眠状态,等待活跃节点能量耗尽之后,分阶段唤醒休眠节点,直至整个传感器网络中所有节点的能量都耗尽为止。仿真结果表明,该方法提高了传感器网络的网络性能,且对相同的传感器节点数,分阶段唤醒策略优于不分阶段的唤醒策略,先使冗余节点休眠之后再唤醒方法的网络性能高于直接唤醒方法的网络性能。

基于模糊图论的多跳WSN冗余节点部署算法

针对多跳无线传感器网络（WSN）的漏斗效应问题，提出了基于簇负载平衡的冗余节点部署算法（RNDA）。RNDA采用分簇结构平衡簇内能耗，并根据各簇负载情况配置一定数量的冗余节点以平衡簇际能耗。该算法把节点下一跳选路概率作为边模糊权值引入模糊图论，提出了用于计算数据从源节点经m跳到达目的节点概率的到达率定理，为研究网络数据传输提供了一种有效方法。以此定理为基础的通用负载分布计算方法适合n维布局、多路径路由的网络。理论分析和仿真结果表明，RNDA既能明显延长网络寿命，又能有效平衡网络中节点能耗。

一种简易的井下巷道冗余节点部署策略

针对井下巷道狭长、通信环境复杂的情况,提出一种非常简单且易于执行的无线传感器网络节点部署策略—基于等腰三角形的冗余节点部署策略。它能够保证巷道至少被三重覆盖,满足了移动节点的定位要求,同时,节点的冗余部署能够在个别节点失效时仍维持数据的稳定传输。实验环境下测试结果表明:此种部署策略能够在不增加过多监测节点的同时,保证网络的低丢包率,并实现对移动节点的定位。

集成化网络拟连通冗余节点分布式配置仿真

为了提高网络运行效率和寿命,需要对冗余节点进行合理调度。当前相关成果冗余节点识别率低,且活跃节点数量多导致网络运行能耗高,提出基于闭合包围的集成化网络拟连通冗余节点分布式配置方法。通过覆盖冗余概率与拟连通冗余概率及邻居节点数量之间呈现出的近似关系,识别出网络中的拟连通冗余节点。结合识别结果,在网络初始布局之后,各节点找到属于自身的闭合包围节点集,基于休眠调度规则判断自身状态,同时向其覆盖邻居节点传输状态信息。被设置成休眠的网络节点进入休眠,被判定为活跃状态的节点则持续接收来自覆盖邻居的状态信息,直到所有节点状态均被确认。判断网络中覆盖空洞边界节点,通过将部分冗余节点唤醒实现空洞修复。利用休眠机制与唤醒机制交换使用,实现冗余节点分布式配置。实验结果显示,所提方法冗余识别性较强,感知性强,可有效完成节点分配。

一种新的无线传感器网络冗余节点融合树算法

针对某些特定场合无线传感器网络中存在大量冗余节点造成网络资源浪费的问题,提出一种新的冗余节点融合树算法(简称RNAT)。基于分簇网络结构,采用探测区域完全覆盖的冗余节点标识方法,并综合利用节点剩余能量和距离等参数选择树上节点,以洪泛广播方式构建冗余节点融合树。算法让簇内冗余节点承担簇头的一部分工作,降低了分簇网络结构中簇头的能耗,均衡了网络能量分布。仿真实验结果表明,RNAT机制的引入可以有效提高HEED-M算法的性能,使网络生命期延长20%左右。

基于冗余节点选择模型的水下传感器网络拓扑修复

现有水下传感器网络的拓扑修复算法大多只是完成网络连通性修复,未考虑节点能耗过快造成网络寿命缩短的问题。为此,提出一种基于冗余节点选择模型的拓扑修复算法。该算法在网络部署完成后利用分布式的方法选择关键节点并对其进行监控。当节点失效时,使用冗余节点选择模型选择冗余节点,通过移动冗余节点对失效节点进行修复,同时对冗余节点采取睡眠唤醒策略以延长网络寿命。实验结果表明,与区域移动修复算法相比,该算法在节点移动总距离、网络寿命、失效节点首次出现时间、投递率等方面性能均有所提高。

面向冗余节点的覆盖空洞修复算法

覆盖空洞的出现会降低网络的通信性能,往往当网络失效后监控区域仍然存在大量的冗余节点。因此如何利用监控区域中剩余的冗余节点修复覆盖空洞也是空洞修复方面的研究热点。为了解决这一问题,提出了一种通过计算空洞边缘节点与其邻居冗余节点关键值的策略进行覆盖空洞的修复。仿真实验表明该算法同DAAHP算法相比较,在覆盖空洞修复率、激活的冗余节点数目以及冗余节点利用率方面都具有优势。

基于图论的温室WSN测控系统冗余节点部署算法

针对温室无线传感器网络(WSN)测控系统的漏斗效应问题,提出负载平衡的冗余节点部署算法(RN-DA)。RNDA根据节点负载情况配置一定数量的冗余节点以平衡网络能耗,把节点下一跳选路概率作为权值引入图论,提出源节点数据经m跳到达目的节点概率的定理,为研究网络数据传输提供了一种有效方法。理论分析和仿真结果表明,RNDA既能明显延长网络寿命,又能有效平衡网络节点的能耗。

通信网络稀疏多径信道冗余节点动态调度仿真

由于通信网络稀疏多径信道下节点能量受限及大量冗余节点被覆盖,常用节点动态调度会使部分外围节点被忽视,导致通信网络覆盖率下降,因此提出通信网络稀疏多径信道的冗余节点动态调度方法。建立稀疏多径信道方阵,获取信道的增益向量,构建通信网络稀疏多径信道模型;在该模型基础上,获得网络覆盖率,确定冗余节点和正常节点覆盖范围;引入覆盖冗余鉴别模块,通过休眠动态调度算法,完成冗余节点动态调度。经过仿真发现,上述方法不仅能减少网络能量消耗,还能使通信网络覆盖率得到保证,网络能耗均衡,避免了多节点同步休眠和覆盖漏洞的情况,提高了节点调度效率。

基于冗余节点的LEACH协议的改进

无线传感器网络中LEACH协议是一种典型的能有效延长网络生命周期的节能通信协议。因为其优秀的节能效果和其简单的规程得到了广泛的认可。但是LEACH簇头算法存在簇头开销大、簇头没有确定的数量和位置等不足。而在成簇后的稳定阶段,节点通过一跳通信将数据传送给簇头,簇头也通过一跳通信将聚合后的数据传送给基站,这样会造成簇头节点负载过重。针对无线传感器网络中节点能量有限且密集布点时存在大量冗余节点的情况,提出了基于冗余节点的LEACH协议的改进。仿真实验结果表明,冗余节点的利用可以有效提高LEACH协议的性能,减少了簇头节点能量的消耗,延长了无线传感器网络的生命期。

舰船编队网络多覆盖冗余节点自动调度方法

利用基于差分算法和基于能量预测2种传统方法对舰船编队网络多覆盖冗余节点进行调度,覆盖漏洞较多,导致调度效果较差。针对上述问题,提出一种新的舰船编队网络多覆盖冗余节点自动调度方法。该方法主要分为2步:明确舰船编队网络拓扑结构,为下一步调度多覆盖冗余节点做准备;根据得到的网络拓扑结构明确舰船编队网络传感器节点分布,计算各节点之间的覆盖率,以此判断该节点是否为多覆盖冗余节点,并对多覆盖冗余节点进行休眠处理,即完成自动调度。结果表明:与基于差分算法和基于能量预测2种传统方法相比,本方法的覆盖漏洞个数分别减少3个和5个,证明调度效果更优。

基于冗余节点间歇性的WSN路由协议的设计

为解决无线传感器网络路由协议中节点能量消耗不平衡的问题,针对冗余节点过多使WSN网络生命周期较短的不足,设计一种基于冗余节点间歇性的路由协议.通过比较相邻传感器节点的监测范围覆盖率和传输数据的相似性,对发送数据被覆盖的节点进行间歇性的休眠调节,降低对感知区域监测信息采集的相互重叠.仿真结果表明:该路由协议的设计能够有效减少节点过早死亡的数量,节约网络的能量,降低节点的负载,延长网络的生命周期,并具有较高的应用推广价值.