基于WSN的山洪监测节点布设与工程实现的研究

基于WSN提出分布式山洪监测系统的节点布设模型与工程实现的研究。优化WSN的节点布设算法,完成节点工程应用的软硬件设计,不仅设计可靠的布设算法,实现监测区域数据的采集、处理和传输,而且为山洪监测数学模型的建立提供实时而准确的信息。系统测试结果表明,此系统的节点,不仅突破在野外环境下进行有线、单点监测的局限,而且极大地节省功耗,降低成本,为环境监测开辟一种新的方法,具有广阔的应用前景。

小流域山洪监测网络节点布设模型的研究

为实现山洪预测进而减少山洪灾害,构造趋近于线型的山洪监测网络,它由一个汇聚节点和若干传感器节点构成。汇聚节点负责接收传感器节点采集的信息,这样距离汇聚节点近的节点,接收处理的数据流量大,能耗也越大。在传感器节点能耗分析的基础上,加入节点空闲状态能耗参数,得到山洪监测网络传感器节点分布的数学模型,可以使线型网络各个区域的能量消耗速度和该区域的总能量之比保持平衡。理论研究和仿真结果表明,这种节点布设方式有效的延长了网络的生命期。

无线传感器网络的锚节点优化布设算法

在无线传感器网络中,为准确地定位待定位节点,需要合理地布设锚节点。为此,通过理论推导出锚节点与待定位节点构成的几何形状对定位精度的影响,提出区域定位误差均界这一布设性能评价指标。分析锚节点布设质心、几何形状、几何面积对区域定位精度的作用,据此给出静态锚节点优化布设的启发式算法,并与传统的锚节点搜索布设算法进行比较,结果表明,启发式算法与搜索布设算法的定位精度几乎相同,但计算开销明显降低。

天牛须搜索的锚节点布设优化算法

锚节点的布设方案决定了无线传感器网络的定位极限.针对现有布设算法存在计算开销大和优化策略具有局限性等问题,提出了基于天牛须搜索的锚节点布设优化算法.采用向量化的克拉美罗下界作为布设优化策略,通过功效系数法优化布设策略,并采用天牛须搜索算法实现布设的快速、精确收敛.仿真结果表明:与传统区域定位误差均界评价指标相比,所提算法使得99.74%的区域内定位性能极限提升了约38.79%;在25锚节点布设场景下,与遗传算法相比,布设后区域内定位性能极限大致相同,但搜索时间降低了约64.2%.

贪婪寻优算法在中继节点布局中的应用

针对目前中继节点布局算法所忽视的布局完成后网络整体能耗的问题,提出了基于最小通信网络距离因子的布局算法评价新标准,同时将中继节点布局禁区、通信路径不可逆等约束条件。解决方法上,采用了基于贪婪寻优算法的中继节点布局算法,实现了无线传感器网络中继节点的多约束容错性布局。仿真实验表明,提出的基于贪婪寻优算法的中继节点布局算法与常规中继节点布局算法相比,在降低通信网络整体能耗以及保证能耗均衡性方面具有明显的优势。

机动通信网快速组网技术研究与实现

机动通信网具有机动、快速、灵活的特点,网络布设时间是整个网络能否满足使用要求的关键。通过对机动通信网组网流程的分析,确定了影响组网速度的主要因素;根据机动通信网的特点对其快速组网关键技术进行了研究,并提出了在网络规划、节点布设、网元连接和网络开通等几个环节中实现快速组网的方法。