基于锚节点的无线传感器网络分簇路由协议

该协议假设在观察区域内配置锚节点并随机抛洒普通节点,它包含分簇和路由两个部分.分簇过程是分布式的,采用从锚节点开始逐级分层的策略将网络分为3层,各节点感知邻居节点的信号强度并确定后继节点,然后将这些信息传送至锚节点;在路由过程中,通过分析上述信息,产生各簇的中转路径和冲突模式,于是路由调度方案由锚节点集中完成.实验结果显示,各簇结构均衡,簇内结构清晰,路由调度方案的产生简单高效.     

一种基于分簇结构的无线传感器网络混合调度MAC协议

针对突发和周期信号并存的应用场景,提出了一种基于分簇结构的无线传感器网络混合调度MAC协议--CBPMAC/TFC(A Cluster-based Wireless Sensor Network MAC Protocol for the System with Burst and Periodic Signals/ Based on TDMA,FDMA,CSMA).簇间采用基于FDMA的调度机制,簇内采用基于TDMA和CSMA的联合调度机制.提出了以簇头为基准的相对时间同步机制,同步精度为一个帧周期的时钟漂移.给出了基于能量阈值的簇头轮换策略和基于侦听的故障处理策略.理论分析和实验结果表明:CBPMAC/TFC协议在响应实时性和能量有效性方面介于CSMA和TDMA之间,与CSMA相比,在损失一定突发信号响应实时性的情况下,节省能耗18.7%;与TDMA相比,在改善突发信号响应实时性的情况下,损失能耗23.6%.     

无线传感器网络的拓扑控制算法综述

无线传感器网络的首要设计目标即延长网络生命期,而网络拓扑作为路由层协议和MAC层协议的重要平台,对其进行控制是实现这一目标的支撑基础.本文总结和分析了传感器网络领域已有的拓扑控制方面的研究成果,阐述了多种受研究者关注较多的典型拓扑控制算法,并指出其中有待解决的问题,进而归结了拓扑控制算法设计中需考虑的因素,随后针对功率控制和分簇控制分别设计了两种算法模型,最后探讨了今后应研究的问题,指明了下一步研究中的重点和难点.     

无线传感器网络中的调度算法研究

无线传感器网络调度算法通过合理分配节点数据采集和传输的时间,使其在不需要工作时转入低功耗的休眠模式,在满足应用要求服务质量的前提下,高效利用节点能量,达到延长网络生存期的目的.本文介绍了无线传感器网络调度算法的性能评价标准和分类方法,着重讨论了一些典型的调度算法,最后进行了各种算法的比较性总结,并指出了一些亟待解决的问题.     

基于混合分簇的无线传感器网络路由协议

提出一种基于混合分簇的无线传感器网络路由协议(EEHCRP).该协议综合了集中式和分布式分簇的优点,使得簇头分布更加均匀并减少了簇重构的开销.在此分簇的基础上,使用改进的多路径路由树建立簇问路由,使其不但可以减少重传次数,提高数据传输的稳定性,还缓解了簇头的能耗.然后使用CMMBCR算法建立一条能量高效的簇内路由.仿真结果表明:该协议较之经典的分簇路由协议不仅有效地均衡了网络能量消耗、显著地延长了网络生命周期,而且具有较强的鲁棒性.     

无线传感器网络节点定位技术研究

节点定位是无线传感器网络应用的前提和基础.本文在分析WSN自身定位算法研究的基础上,对定位算法进行了分类.根据静态定位和动态定位算法的不同特点,对现有的算法进行了分析比较,并重点讨论了一些典型的动态定位算法.最后针对统一武器制导网络等空间应用领域中对网络节点定位的要求,探讨了节点的移动性和三维定位问题.     

无线传感器网络的地理路由算法综述

在无线传感器网络体系结构中,网络层的路由技术至关重要.地理路由算法由于其扩展性方面的优势逐渐成为无线传感器网络中的一个研究热点,近年来提出了很多地理路由算法.根据对现有算法的分析,把地理路由算法、分为三类:基于平面化的地理路由算法、基于特征节点的地理路由算法和基于拓扑特性的地理路由算法.同时,针对具体的算法进行了探讨,分析了各个算法的优劣和性能、特点等.最后总结了该领域当前研究现状,并指出未来的研究策略与发展趋势.     

无线传感器网络中的路由协议研究

无线传感器网络作为计算、通信和传感器三项技术相结合的产物,是一种全新的信息获取和处理技术.本文首先简要介绍无线传感器网络体系结构和性能标准,然后着重从路由协议方面比较分析无线传感器网络的多种典型的路由协议,指出了各自的特色,最后指出了下一步的研究趋势.     

一种异构传感器网络的能量有效路由算法

无线传感器网络设计能量有效的路由算法是至关重要的.对于不同类型的传感器节点传输不同大小数据包信息以及拥有不同初始能量的异构传感器网络,本文提出了一种适合此传感器网络的D-REECR路由算法,此算法是在之前提出的REECR算法上改进而来.基于REECR没有考虑簇头在选择时的分布不均匀性,D-REECR将簇头闻的距离作为选择簇头的因素之一,与节点的剩余能量及能量消耗率一起作为选择簇头的依据.这样使各个簇大小基本一致,从而平衡各个节点的能量消耗,达到延长网络生命的目的.仿真结果显示,改进后的D-REECR算法比REECR算法在能量效率上大约提高5%～10%.     

患者生理数据采集无线传感器网络的研制

我们采用生物传感器、嵌入式高速SOC单片机、高速无线网络数传收发等技术，研制出了一套微型、适用于医院临床患者的、生理数据采集无线传感器网络节点设备，实现医疗临床管理信息化电子病例的自动获取。     

一种基于非度量多维标度的移动定位算法

稀疏无线传感器网络由于缺乏足够的距离和连通性信息,导致大多数定位算法无法有效工作.提出了一种非度量多维标度移动节点辅助定位算法--NMDS-LRA(M).该算法对移动节点运动轨迹抽样,添加拓扑约束关 系,然后利用奇异值分解计算节点相异性矩阵的逼近阵,从而有效解决了移动辅助定位问题,并且避免了以往移动定位算法中虚拟节点间距离误差较大对定位精度的影响.仿真分析表明,与以往算法相比,提出的算法有更好的定位精度,而且在较低网络连通度和不规则网络分布的条件下表现出更好的可靠性.     

无线传感器网络中基于神经网络的数据融合模型

数据融合技术通过减少传感器节点间的数据通信量,可以有效地节省传感器节点能耗,延长无线传感器网络的寿命.提出了独特的基于神经网络的数据融合模型(NNBA),该模型巧妙地将无线传感器网络的分簇层次结构与神经网络的层次结构相结合,将每个簇设计为一个三层感知器神经网络模型,通过神经网络方法从采集到的大量原始数据中提取特征数据,然后将特征数据发送给汇聚节点.以森林火灾实时监测网为应用实例,设计神经元模型及功能函数,并给出NNBA模型的仿真测试结果.     

一种高可靠的多通道MAC协议

针对工业无线传感器网络的应用需求和射频环境特点,提出了一种高可靠的多通道MAC协议CHNP.协议中给出了一种基于协商模式通道切换机制的MAC架构,并基于该架构给出了一种通道切换模式选择算法和一种自适应传输机制.前者可以实现更高程度的并发传输,而后者可在动态变化的射频条件下自适应地选择高质量通道进行传输.仿真表明,与已有多通道协议相比,CHNP可大幅提高网络的吞吐量、分组到达率以及MAC层延迟性能,并具有更好的抗干扰能力.     

无线传感器网络重编程技术研究

有效和可靠的无线传感器网络重编程技术是解决大规模传感器网络难于管理和维护的重要途径.介绍了无线传感器网络重编程的概念和基本组件,提出了无线传感器网络重编程技术面临的挑战和性能评价标准,分析了当前的研究进展并进行了比较,最后指出了无线传感器网络重编程技术的发展趋势.     

无线传感器监测网络分布式节点调度策略

无线传感器监测网络(WSSN)由数量众多的节点组成.每个节点通过传感器监测外界环境的变化并将监测数据以无线多跳的方式发回基站,实现对用户感兴趣的区域进行监测.WSSN节点的主要特点是电能、带宽、计算和存储能力等高度受限,尤其是其电源的不可替换性导致在保证对监测目标完全监测的同时延长系统工作寿命成为WSSN应用的一个中心问题.提出了WSSN的扩展工作寿命的定义,并在此基础上提出了一种延长WSSN工作寿命的分布式节点调度策略,在各节点簇内对节点进行调度以实现有差别监测服务并延长系统的工作寿命.提出的策略综合考虑节点的当前状态,具有较强的容错性.仿真实验结果表明相对于已提出的方法,该策略有效延长了WSSN的工作寿命.     

一种无线传感网络的跨层节能同步机制

减少射频空闲监听可以有效延长无线传感网络的寿命,但不恰当的同步机制会降低协议的节能效果,增加转发时延.分析了现有节能同步机制存在的问题,基于传感网络的特点提出了一种高效的跨层节能同步机制,实现了通信协议与同步机制的有机结合.通过集中发送和交错休眠,减少了节点的同步开销和休眠时延,提高了协议的节能效果;同时同步包的周期扩散为路由层提供了必要的信息,进一步降低了协议的系统开销.最后在一个树状网络上进行了验证.