A Sensor Awakening Algorithm for Wireless Multimedia Sensor Networks Three Dimensional Target Tracking

For node awakening in wireless multi-sensor networks, an algorithm is put forward for three dimensional tar- get tracking. To monitor target dynamically in three dimensional area by controlling nodes, we constract vir- tual force between moving target and the current sense node depending on the virtual potential method, then select the next sense node with information gain function, so that when target randomly move in the specific three dimensional area, the maximum sensing ratio of motion trajectory is get with few nodes. The proposed algorithm is verified from the simulations.

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。

信标节点漂移情况下的无线传感器网络节点定位机制

针对信标节点漂移情况下的节点定位问题,提出了一种分布式的信标节点漂移检测方法,采用节点自评分和协商机制,自动寻找可能发生了漂移的信标节点,同时针对大量信标节点发生漂移后的定位覆盖率下降问题,构建普通节点的定位可信度模型,并在定位盲区内使用一些较为可靠的普通节点作为临时信标节点进行定位。仿真实验表明,该算法在误检测、定位误差方面性能优于传统算法,具有较低的通信开销、较高的实用性和灵活性。

群混合算法应用于异构传感网络节点的优化部署

针对异构传感网络节点初始随机部署时产生覆盖盲区和覆盖冗余的问题,以降低节点成本和提高网络覆盖率为目标,引入ε-目标约束法,提出一种基于粒子群算法和鱼群算法的群混合算法。该群混合算法首先建立个体中心的概念,将鱼群算法的聚群行为和追尾行为的思想引入到粒子群算法中以快速寻取个体的最优位置的解域,再利用粒子群算法对个体的速度和位置进行迭代寻优。仿真结果表明,该群混合算法与标准粒子群算法和标准鱼群算法相比,在网络覆盖率和成本目标之间能达到更好的平衡和优化。

无线传感器网络中新的最小暴露路径问题及其求解算法

无线传感器网络中原始的最小暴露路径问题没有考虑对路径的实际限制条件,提出一种要求经过某一特别保护区域部分边界的最小暴露路径问题。由于无法建立相应的图模型,原有求解最小暴露路径问题的经典方法(网格法和维诺图法)对提出的新问题不再起效。先将该问题转化成带约束条件的优化问题,然后针对转化后的数学模型高度非线性、高维度而不好用确定性优化方法的特点,结合问题实际背景设计出混合人工蜂群求解算法。通过在多种情况下的仿真实验发现,设计的带约束条件优化模型和混合人工蜂群求解算法能有效解决提出的最小暴露路径问题。

无线传感器网络中基于盲点查找的能量空洞避免路由算法

在实际的无线传感器网络中,由于路由空洞而采用的边缘转发方式容易引起空洞边缘节点能量消耗过快从而导致空洞不断扩大,形成能量空洞。为延长网络生命周期,避免能量空洞的出现,对网络中的盲区、盲点进行定义,设计一种盲区查找规则,并提出一种基于盲点查找的路由算法。利用网络中的盲点和盲区信息进行路由,避开空洞边缘的盲点,从而减少了边缘转发次数。仿真结果表明,与GPSR和GEAR算法相比,该算法能有效延长网络生命周期,数据包到达率较高,传输效率有所提升。

复杂三维曲面覆盖算法研究

针对无线传感器网络中三维空间曲面覆盖问题进行研究,建立传感器节点的三维感知模型,考虑到曲面的不规则性,曲面凸点会成为节点感知过程中的障碍物,形成三维空间中特有的三维感知盲区。首先从理论上对简单曲面进行分析,计算出实现有限曲面全覆盖所需的最少节点数,在对三维曲面进行网格划分以及根据三维感知盲区改进适应度函数后,引入差分进化(DE)算法对随机部署在三维空间中的传感器节点的位置坐标进行优化,通过大量仿真实验得出实现目标曲面全覆盖所需的最少的节点数,引入误差率,通过提出的测试准则验证了引用DE算法解决简单三维曲面覆盖问题的有效性。最后将DE算法运用到解决复杂三维曲面覆盖问题中,取得了良好的效果。

无线传感器网络潜在盲区检测算法

随着无线传感器在军事区域、人迹罕至区的监控和安全资源保护等方面的广泛应用,无线传感器网络也给整个监控区域带来了诸如传感器能源、区域覆盖等问题。针对传感器区域覆盖方面,从另一个侧面分析和揭示了由于播撒随机性和个体传感器监控的局限性所导致整个区域无线传感器网络可能存在的潜在盲区的出现,并提出了相应的潜在盲区检测算法和解决方案。通过大量的实验验证了无线传感器网络潜在盲区检验算法的可行性和有效性,并通过相应的解决方案有效弥补了潜在的漏洞。

传感网络失联覆盖盲区检测的仿真分析

在对无线传感网络覆盖盲区检测优化的研究过程中,由于采用传统算法进行检测时,计算量较大,无法对大范围的无线传感网络检测。为解决上述问题,提出了一种改进分布式算法的无线传感网络覆盖盲区检测方法。上述方法依据传感器节点不同的物理特性组建无线传感网络的感知模型,并定义无线传感网络的感知区域强度,对无线传感网络中覆盖盲区所有的边界节点进行判定,将分布式算法和几何理论相融合,计算并得到无线传感网络中覆盖盲区的边界弧和边界端点,实现改进分布式算法的无线传感网络覆盖盲区检测方案。实验结果证明,改进分布式算法的无线传感网络覆盖盲区检测方法能有效地提高覆盖盲区的检测正确率。

结合WSN和北斗卫星通信的桥梁远程监测模型

为了解决偏远地区的桥梁监测公网信号无法满足传输需求,传统桥梁监测布点布线难的问题,提出一种基于无线传感器网络和北斗卫星通信技术的桥梁远程监测系统的模型。利用无线传感器网络布点组网方便的优点,将无线传感器网络引入到桥梁远程监测中,同时通过国内自主的北斗卫星通信技术解决地处偏远山区的桥梁监测信号通信盲区问题。实验表明基于无线传感器网络的监测系统可以满足桥梁远程监测的应用需求,特别是地处偏远山区的桥梁远程监测,多节点组成的无线传感器监测网络通过最优加权信息融合可以有效提高监测精度,降低监测网络能量消耗。