移动无线传感器网络

摘要： 节点部署是移动无线传感器网络的重要研究方向之一,其中采用具有超强越障能力的微型弹跳机器人(MJR)作为移动传感节点,是针对崎岖环境的理想选择.然而MJR的尺寸小、负载能力弱,难以搭载高精度传感器实现精确位姿检测.本文提出了基于IMU与UWB(超宽带技术)的弹跳机器人位姿检测方案,以及基于该方案的MJR自复位和自主航向调节方法,开展了MJR基本功能和部署运动实验研究.结果表明,基于IMU姿态检测的自复位和自主航向调节功能具备良好的稳定性与精确性,基于UWB的平均定位误差约为9cm,可满足自部署定位需求.本文结果为后续MJR传感器节点实现自部署功能奠定了基础.

摘要： 由于移动无线传感器网络支持节点的移动性,使其面临更加复杂的安全性挑战,很难防御一些极具破坏力的攻击,比如节点复制攻击和女巫攻击等.本文提出了在移动异构无线传感器网络模型下一种安全高效的密钥管理方法.所提方法采用椭圆曲线密码学加密算法实现移动节点位置信息到基站的安全上传,以及基于密钥哈希的消息认证码来实现消息源的身份认证.基站则对收集的移动节点位置信息进行统计分析来协助完成固定节点与移动节点间的身份认证及会话密钥建立.实验结果表明,所提方法在密钥建立过程节省了网络资源,同时可有效防御攻击者发起重放攻击、节点复制攻击和女巫攻击等,增强了网络安全性.

摘要： 为提高煤矿井下局部网络抗破坏能力和自修复能力,本文研究了一种煤矿井下移动无线传感器网络(MWSN)的局部节点部署方法,通过采用提高区域节点部署密度和节点分级的方法提高局部网络的抗破坏能力,并对该部署方法下局部网络的初始覆盖率和灾后覆盖率和网络连通性进行了分析,结果表明该方法具有较好的抗破坏能力。同时本文还设计了一种针对局部网络的受损检测和修复算法,充分利用网络区间内的移动机器人节点实现网络检测和自修复,通过对一段连续模拟空间的仿真实验,验证了该算法具有较好的网络连通修复能力。

摘要： 随着无线传感器网络技术的飞速发展和越来越广的实际应用,无线传感器网络的动态覆盖问题已成为当前传感器网络领域的一个研究热点.论文从动态覆盖的节点移动性出发,针对已有虚拟力算法在覆盖率优化程度上的不足,提出了结合虚拟力算法与差分进化算法进行优化的虚拟力差分进化算法(V-DE算法).论文详细分析了改进前和改进后算法,通过仿真结果得出V-DE算法在覆盖率、节点部署时间以及覆盖节点的稳定状态方面都有着显著的优化效果,并且在覆盖率方面优于基于能量受限的V-FB算法.

摘要： 针对移动无线传感器网络资源受限和无线链路通信质量不稳定的问题,提出了一种基于无线信道通信质量的数据传输机制.综合考虑路径损失、节点的运动速度大小、节点的运动方向和节点的剩余能量计算传输概率.为了提升网络的性能,动态更新数据消息的副本数,此外根据数据消息的生存时间决定消息的传输和替换顺序,在Matlab上进行仿真实验.结果表明,所提出的路由算法与DT算法、Flooding算法、FAD算法相比,数据消息的投递率至少提高6%,与Flooding算法、FAD算法相比副本数至少减少10%.

摘要： 针对移动传感器网络节点定位算法的安全性问题,分析了虫洞攻击对MMCL算法的影响.为抵御虫洞攻击,改善定位性能,提出了一种基于标签的抗虫洞MMCL算法LB-MMCL(Label-Based Multi-hop Monte Carlo Localization).该算法基于节点邻居列表中的异常,依据距离约束机制和消息唯一性原则,标记并区分虫洞两端受攻击的节点,断开虚假链路,以减轻虫洞攻击的影响,达到抵御攻击的目的.仿真结果表明,在无需额外硬件辅助下,LB-MMCL算法能有效抵御虫洞攻击,改善节点定位精度和定位率.

摘要： 移动无线传感器网络中,针对节点基于随机运动模型的路由问题,提出一种基于虚拟货币的低能耗路由策略——DTVC.根据节点的属性和数据消息的属性进行买方和卖方的定价并据此选择转发节点.为了提升网络性能,通过控制数据消息的副本数以及对节点的缓存队列中的数据消息排序,把网络中的节点分为源节点和中继节点,只有数据消息的源节点可以复制该数据消息,并依据数据消息的延迟容忍度对消息进行排序,延迟容忍度越小则优先级越高.为了减少网络中的能量消耗,根据sink节点广播的消息删除缓存队列中已经传输成功的数据消息.在Matlab上的仿真实验结果表明,与基于消息容错的自适应数据传输算法(FAD)、基于距离和能量感知模糊逻辑的路由算法(FLDAER)和基于能耗自选演进机制的路由算法相比,DTVC的数据消息投递率至少提高2.5％,平均副本数至少减少25％.

摘要： 本文针对移动无线传感器网络三维定位问题,提出了一种优化的移动无线传感器网络定位算法.该算法在三维空间中利用在监测区域内随机分布的固定锚节点,移动未知节点通过判断是否是第一次收到或第一次没有收到锚节点的位置信息,同时结合前一定位时刻移动未知节点的位置及距移动未知节点一跳和两跳的固定锚节点的位置,缩小移动未知节点可能所在的区域范围,进而减小节点的定位误差.通过计算机仿真发现与扩展到三维空间的蒙特卡洛(MCL)定位算法相比,本算法具有较高的定位精度.尤其当移动未知节点在每个定位间隔内的最大移动距离较小时,定位精度的优势更为明显.

摘要： 在部分节点移动的网络环境下,分析了传统静态无线传感器网络分簇算法对节点移动环境下成簇的失效性,给出了影响簇头质量的性能参数集,并提出了基于簇头质量的移动无线传感器网络分簇算法.该算法根据节点活动性、平均邻居距离、节点度偏差及信道质量等簇头性能的影响因子,通过加权的方法计算出簇头质量,在分布式传感网区域内簇头质量最大的节点将竞争成为簇头.通过理论分析和仿真对比表明,与LEACH算法相比该分簇算法降低了平均延迟,延长了网络生命期,并验证了该算法对动态拓扑具有适应性.

摘要： 移动无线传感器网络(WSN)的应用中,因为传感器节点的感知范围受限,其覆盖分析就是一个针对目标区域的扫描覆盖问题.提出了一种基于多目标优化的扫描覆盖算法.在目标区域中,采用双目标优化策略对单个移动传感器节点进行路径规划,一方面使节点的覆盖面最大化,另一方面使扫描覆盖的路径最短.仿真实验在含有障碍物和不含障碍物的情况下进行,与多节点的编队覆盖算法相比,所提算法在适度降低覆盖率的情况下,可大幅降低移动能耗.

摘要： 本发明提供一种用于无线传感器网络的网络节点。网络节点配置用于确定网络节点在由网络节点所延伸出的不同空间方向上的通信行为。网络节点包括至少一个视觉指示器，视觉指示器配置用于提供这种通信行为的视觉指示。本发明还提供一种包括这种网络节点的无线传感器网络以及用于在无线传感器网络中定位网络节点的方法。

摘要： 本发明公开了一种用于传感器校准的无线传感器网络移动节点，包括：键盘输入模块，用于输入校准模式和所测参数的真实值；处理器模块，用于接收来自键盘输入模块的校准模式和所测参数的真实值；还用于接收待校准的传感节点的传感器测量值再根据所述的真实值执行校准算法并生成校准命令；无线通信模块，用于接收所述的传感器测量值并将该传感器测量值传送给处理器模块，还用于向待校准的传感节点发送处理器模块的校准命令；显示模块，用于显示处理器模块接收到的输入信号和传感器测量值；电源模块，用于向键盘输入模块、处理器模块、无线通信模块和显示模块供电。与现有技术相比，本发明不仅能进行更为准确的多点校准，而且使用范围更广。

摘要： 本发明属于无线传感器网络通信技术领域，公开了一种无线传感器分簇路由的方法、无线传感器网络协议平台，对传感器网络中的所有传感器节点进行分簇；针对每一个划分好的簇结构，选出一个节点充当簇首；所有传感器节点采集监测的数据，簇成员节点在分配给自己的时隙内把数据发送给簇首，等簇内所有成员节点发送一轮数据之后，簇首把自身采集到的数据和接收到的簇内成员的数据进行融合；一轮数据发送过后，重新对网络中的节点进行分簇。本发明可以使网络中的所有节点根据分簇的拓扑结构和节点的各种指标自适应地构建路由，可有效地提升传感器网络的网络生存周期。

摘要： 本发明公开了一种无线人体传感器网络时隙分配方法及无线人体传感器网络，包括首先根据传感器节点当前健康参数和节点的数据类型划分节点优先级；然后根据节点优先级梯度增加节点时隙数并确定候选时隙分配方案；再根据节点总效用确定各节点的唯一最佳时隙分配方案；最后根据节点优先级及最佳时隙分配方案决定节点的数据发送顺序。本发明最大限度地降低了时隙分配的时间复杂度，减少协调器计算时延，缩短节点传输数据的时延，同时也提高了节点总效用和保证了各节点时隙分配的公平性。

摘要： 本发明提供一种用于无线传感器网络的网络节点。网络节点配置用于确定网络节点在由网络节点所延伸出的不同空间方向上的通信行为。网络节点包括至少一个视觉指示器，视觉指示器配置用于提供这种通信行为的视觉指示。本发明还提供一种包括这种网络节点的无线传感器网络以及用于在无线传感器网络中定位网络节点的方法。

摘要： 本发明公开了一种用于传感器校准的无线传感器网络移动节点，包括：键盘输入模块，用于输入校准模式和所测参数的真实值；处理器模块，用于接收来自键盘输入模块的校准模式和所测参数的真实值；还用于接收待校准的传感节点的传感器测量值再根据所述的真实值执行校准算法并生成校准命令；无线通信模块，用于接收所述的传感器测量值并将该传感器测量值传送给处理器模块，还用于向待校准的传感节点发送处理器模块的校准命令；显示模块，用于显示处理器模块接收到的输入信号和传感器测量值；电源模块，用于向键盘输入模块、处理器模块、无线通信模块和显示模块供电。与现有技术相比，本发明不仅能进行更为准确的多点校准，而且使用范围更广。

摘要： 在多个传感器和统一管理这些传感器的服务器通过通信网络连接的传感器网络系统中，管理各传感器的服务器首先获取各传感器中的电池的剩余驱动时间，并使得目标剩余驱动时间。然后，控制各传感器的动作，使得各传感器中的电池的剩余驱动时间与目标剩余驱动时间大致相等。由此，可以减轻系统管理者的维护上的负担，特别是传感器的电池充电处理的负担。

摘要： 本实用新型公开了一种用于传感器校准的无线传感器网络移动节点，包括：键盘输入模块，用于输入校准模式和所测参数的真实值；处理器模块，用于接收来自键盘输入模块的校准模式和所测参数的真实值；还用于接收待校准的传感节点的传感器测量值再根据所述的真实值执行校准算法并生成校准命令；无线通信模块，用于接收所述的传感器测量值并将该传感器测量值传送给处理器模块，还用于向待校准的传感节点发送处理器模块的校准命令；显示模块，用于显示处理器模块接收到的输入信号和传感器测量值；电源模块，用于向键盘输入模块、处理器模块、无线通信模块和显示模块供电。与现有技术相比，本实用新型不仅能进行更为准确的多点校准，而且使用范围更广。

摘要： 基于移动传感器节点的无线传感器网络实验平台设计并实现了一个移动无线传感器网络实验平台，教学内容丰富，实验环境开放，便于学习和研究移动无线传感器网络。实验装置包括基于智能小车的移动传感器节点、静态无线传感器节点、汇聚节点、个人计算机系统。移动传感器节点具有：主控制子系统，包括微处理器、存储器、I/O驱动电路、电源供电电路等；传感器子系统，起到了环境数据采集及处理的作用，把处理后的数据传送给主控制系统；执行子系统，由直流电机驱动机械传动结构完成动作；通信子系统，实现移动传感器节点和静态传感器节点、汇聚节点进行无线通信。

摘要： 基于移动传感器节点的无线传感器网络实验平台设计并实现了一个移动无线传感器网络实验平台，教学内容丰富，实验环境开放，便于学习和研究移动无线传感器网络。实验装置包括基于智能小车的移动传感器节点、静态无线传感器节点、汇聚节点、个人计算机系统。移动传感器节点具有：主控制子系统，包括微处理器、存储器、I/O驱动电路、电源供电电路等；传感器子系统，起到了环境数据采集及处理的作用，把处理后的数据传送给主控制系统；执行子系统，由直流电机驱动机械传动结构完成动作；通信子系统，实现移动传感器节点和静态传感器节点、汇聚节点进行无线通信。