土壤环境监测中传感器网络覆盖算法的研究

为了解决土壤环境监测中的无线传感器网络节能覆盖问题。通过将感兴趣区域用r/2正方形网格划分,建立坐标系,根据传感器在网格中的位置及其覆盖度确定其是否激活,通过节点的覆盖度及邻节点的状态休眠重复覆盖的传感器,最终使激活的传感器节点能够最大限度的覆盖感兴趣的区域。结果表明:该方法能够很好的覆盖感兴趣的区域,且能够节省能量,延长网络的工作时间。     

基于农田环境的无线传感器网络节点部署分析

传感器节点能量的消耗和电池电压的降低,会影响节点信息的传输距离和传输质量。根据洪泽湖农场麦田中的实测试验数据,分析节点放置高度、电池电压、有效传输距离与接收信号强度指示之间的关系,最终得出节点部署时的单节点有效传输距离范围。进一步讨论对某一监测区域面积全覆盖时,采用蜂窝网格方式所需部署节点的最少个数,并得出所求节点个数能覆盖的最大面积。     

混合无线传感器网络移动节点部署优化

为了提高随机部署条件下无线传感器网络对目标监测区域覆盖质量,将目标区域划分为彼此相邻但互不重合的子区域,根据各子区域的期望覆盖质量,并利用改进的粒子群算法优化各子区域节点的分布密度;然后在节点间建立虚拟力场,利用虚拟力调整移动节点的部署位置.仿真实验结果表明,该方法能有效优化移动节点的部署,改善目标区域内节点的分布情况,提高无线传感器网络的覆盖服务质量.     

有向传感器网络中基于公平的目标覆盖最大化问题研究

以视频传感器和图像传感器为代表的有向传感器可以为安全防卫提供有效信息,已经被广泛应用于各种场景。首次提出了有向传感器网络中基于公平的目标覆盖最大化问题：在有向传感器网络中,采用具有P个确定工作方向的有向传感模型,研究基于公平的目标覆盖最大化问题,目的是激活最少的传感器,通过调度有向传感器的工作方向使目标被覆盖的最小累积覆盖时间达到最大,从而保证目标被覆盖的时间尽量均衡。首先选择最少的传感器,保证所有目标位于所选传感器的传感圆之内(该问题是NP-困难问题),为解决该问题设计了近似比为(1+lnγ)的最少传感器选择算法,其中■;其次,基于最大需求优先覆盖的原则,提出了最大的无冲突目标集合选择算法。实验结果表明,该算法能有效解决有向传感器网络中基于公平的目标覆盖最大化问题。     

基于改进蚁群算法的智慧农业无线传感器网络路由优化研究

为了提高智慧农业无线传感器网络路由的生存时间,节点能量消耗相对均衡,采用改进蚁群算法。首先建立无线传感器网络模型和约束条件;接着通过消耗能量预测节点传输能力,剩余能量、过载区域以及覆盖冗余度构成适应度函数;然后改进蚁群算法,包括基于最佳路径的目标函数值信息素分配策略,二点交叉算子对信息素分配策略对应的任意2个网络节点序列进行优化;最后给出无线传感器网络路由优化流程。试验仿真显示本研究算法使无线传感器网络路由的节点间剩余能量差异性最小,网络生存时间较长,不同节点数接收数据包平均剩余能量较多。     

基于QTM的线状图形自动化简算法探讨

全球网格是由形成地球表面剖分的一系列区域所组成,八面体四分三角网(QTM)是其中一种具有层次性的网格.本文依据数据点在规则网格中的分布规律,提出了一种在QTM数据结构支持下的线状图形化简算法.该算法以经过每级QTM网格的数据点的平均值为标准,能自动地对比较平缓的线段进行较粗选点,而对相对复杂的线段进行较密选点.本文以及Dutton算法都能克服Douglas-Peucker算法中难以客观和合理确定阈值的困难,但是本算法比Dutton算法简单,且具有更高的化简率,能更好地保留了线状图形的弯曲特征.     

基于ZigBee技术的奶牛定位系统组网方案研究

为定位监测生理参数异常的奶牛,建立奶牛定位网络,比较几种主流的无线定位网络组网方案,选择基于RSSI信号衰减测距原理的CC2430+自主开发定位算法的方案。采用支持ZigBee协议的CC2430模块,选择mesh网络组网,提出基于网格覆盖范围内用最少节点的部署方法,并通过路由能耗管理协议PPEG和FPALA进行网络仿真。为进一步建立低功耗、少节点的奶牛无线定位网络奠定基础。     

基于蜂窝分区的蚁狮优化自适应路由算法

为有效均衡无线传感器网络能耗、延长网络生命周期,提出一种基于虚拟蜂窝分区结合智能算法的多跳路由算法。首先引入边界光滑收缩因子和权重调节系数于蚁狮算法中,平衡算法全局开发能力、加快收敛速度,并通过基准函数进行对比验证改进有效性;再将监测区域进行多六边形划分,并利用改进蚁狮算法寻找最低代价传输路径,当路径中出现节点死亡时自动更新传输路径;最终形成自适应低能耗路径的网络路由协议。仿真实验表明,此算法在降低能耗和延长网络寿命方面,均明显优于CRVB、IHCRA算法。     

基于粒子群优化算法的三维无线传感器网络覆盖增强方法

针对目前三维无线传感器网络覆盖增强中感知模型不能准确描绘节点的感知性能、覆盖增强算法收敛性不佳等问题,将节点的感知半径融合到现有三维有向感知模型中,提出一种更符合实际感知性能的三维锥体有向感知模型,并推导出节点在二维平面投影的边界条件;将覆盖增强过程分解为俯仰角优化和节点位置优化这2个阶段,并推导出最优俯仰角,从而得出单个节点的最大覆盖范围,进而提高无线传感器网络的覆盖率;将粒子群优化算法引入到三维无线传感器网络覆盖增强中,来优化所有节点的位置信息,进一步改善无线传感器网络的覆盖率。仿真试验结果表明,该方法可有效提升无线传感器网络的覆盖率。     

应用于传感器网络覆盖问题的能量有效性启发式机制

提出了一种解决无线传感器网络覆盖问题的分布式启发式机制。该机制在节能前提下,得到优化的目标覆盖集合,以实现对目标监控区域的完全覆盖,并通过对其中重点目标集合的冗余覆盖来满足对重点目标集的可靠监控。同时,该目标覆盖集合与数据汇集点在通信结构上保持连通性。本文采用了改进的蚁群优化算法（最大最小蚁群混合算法）来实现上述启发式机制。通过构造新颖的启发式因子,人工蚂蚁能够由局域信息感知传感器网络的能量状况和覆盖能力,从而自适应地建立具备通信连通性的数据汇集路径。此外,将信息素浓度调节因子和评价函数引入了信息素更新规则的设计,使得蚁群在扩大搜索范围的基础上,提高了解的质量,且避免了求解过程陷入局部最优。算法的输出为能量有效的优化解集,具备较长生命周期,能够在保证与数据汇集点可靠连通的同时实现对目标区域的有效覆盖。