面向无线异构传感器网络的三维覆盖研究

1

作者 黄德昌 蔡芳龙 +1 位作者 黄招娣 吴章 《华东交通大学学报》 2024年第3期82-89,共8页

【目的】为达到增强无线异构传感器网络(HWSN)三维覆盖能力的目的,提出了一种基于改进蜜獾优化算法(IHBA)的无线异构传感器网络三维部署方法。【方法】首先,结合自适应果蝇优化算法,增强算法的随机搜索性,便于算法得到全局最优解,然后... 【目的】为达到增强无线异构传感器网络(HWSN)三维覆盖能力的目的,提出了一种基于改进蜜獾优化算法(IHBA)的无线异构传感器网络三维部署方法。【方法】首先,结合自适应果蝇优化算法,增强算法的随机搜索性,便于算法得到全局最优解,然后引入替换最差个体策略,避免适应度过低的个体占据种群位置,提高算法收敛速度,同时引入新个体提高种群多样性,避免算法个体早熟。【结果】将该算法应用于无线异构传感器网络的覆盖优化,相比标准蜜獾算法,其网络覆盖率提升18.1%。【结论】仿真结果表明,该算法收敛速度更快,可以有效提高无线异构传感器的网络覆盖能力,整个网络的节点分布也更加均匀。 展开更多

关键词 无线异构传感器网络 蜜獾算法 自适应果蝇优化算法 替换最差个体策略

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一种适用于唤醒机制的异构传感器网络节点协同唤醒路由算法 被引量：4

2

作者 刘文红 张宏科 陶丹 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1341-1346,共6页

基于定向扩散算法,本文提出一种适用于唤醒机制的异构传感器网络节点协同唤醒路由算法(CWR,Cooperative Wake-up Ruting),就近选取低能耗节点代替高能耗节点进行多级扩散,增加路由替换和路由修补两个步骤建立低能耗节点到相应高能耗节... 基于定向扩散算法,本文提出一种适用于唤醒机制的异构传感器网络节点协同唤醒路由算法(CWR,Cooperative Wake-up Ruting),就近选取低能耗节点代替高能耗节点进行多级扩散,增加路由替换和路由修补两个步骤建立低能耗节点到相应高能耗节点的路由信息,为异构传感器网络中唤醒实现提供必要的网络拓扑基础.仿真实验表明本文算法在支持唤醒机制实现过程中的节能特性. 展开更多

关键词 异构传感器网络 协作唤醒路由 定向扩散 CWR算法

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一种基于能量和距离的多级能量异构传感器网络路由算法 被引量：7

3

作者 张颖 季常刚 李俊甫 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期953-958,共6页

为了能有效地利用节点能量的异构性,降低网络能耗、延长网络稳定周期,提出了一种同时考虑节点剩余能量和节点至基站距离的多级能量异构无线传感器网络的分簇路由算法.在节点簇间综合考虑簇头剩余能量及其与基站的通信能耗,以选择合适的... 为了能有效地利用节点能量的异构性,降低网络能耗、延长网络稳定周期,提出了一种同时考虑节点剩余能量和节点至基站距离的多级能量异构无线传感器网络的分簇路由算法.在节点簇间综合考虑簇头剩余能量及其与基站的通信能耗,以选择合适的下一跳路由节点.仿真结果表明,该算法可以有效地均衡网络能量消耗,延长网络稳定周期.该路由算法在维持节点存活个数、降低网络能量消耗及增加网络数据传输吞吐量等指标方面优于几种常见传感器网络路由算法,表明在综合考虑能量和距离等因素后能够获得比单一考虑能量或者距离的算法更优的运行结果. 展开更多

关键词 异构传感器网络 多级能量 分簇算法 能量有效

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异构传感器网络的用户认证和密钥协商协议研究 被引量：3

4

作者 闫丽丽 昌燕 张仕斌 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期55-60,共6页

物联网应用的安全和隐私保护问题是制约其进一步发展的关键因素,该文针对物联网中外部用户需要直接访问传感器节点获得信息的应用需求,基于异构传感器网络设计一个用户认证和密钥协商协议,保证信息传输的安全。协议在实现对所有参与者... 物联网应用的安全和隐私保护问题是制约其进一步发展的关键因素,该文针对物联网中外部用户需要直接访问传感器节点获得信息的应用需求,基于异构传感器网络设计一个用户认证和密钥协商协议,保证信息传输的安全。协议在实现对所有参与者身份认证的同时,完成了用户和传感器节点之间的密钥协商。最后,该文从安全性和执行效率两个方面对所设计协议进行分析、比较,结果显示所设计协议是安全、高效的。 展开更多

关键词 认证 异构传感器网络 物联网 密钥协商 安全协议

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异构传感器网络覆盖势力剖分算法 被引量：4

5

作者 秦宁宁 张林 徐保国 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期189-194,共6页

对于普遍存在的异构传感器网络,目前尚缺乏有力的方法解决其覆盖势力的剖分问题。对此,该文提出一种本地化的覆盖势力剖分算法—CFA(Coverage Force Algorithm)。该算法根据节点感应能力的差异,构建基于感应异构性的"通用Voronoi&q... 对于普遍存在的异构传感器网络,目前尚缺乏有力的方法解决其覆盖势力的剖分问题。对此,该文提出一种本地化的覆盖势力剖分算法—CFA(Coverage Force Algorithm)。该算法根据节点感应能力的差异,构建基于感应异构性的"通用Voronoi"图,能有效对网络中异构节点的覆盖势力范围进行剖分。实验证明,CFA算法解决了异构网络覆盖性能分析问题,和传统的Voronoi图方法相比,具有广普性和本地化的特点。 展开更多

关键词 异构传感器网络 覆盖 势力剖分

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基于连通支配树的异构传感器网络拓扑修复算法 被引量：3

6

作者 史庭俊 方旭明 杨云 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期77-85,共9页

由于目前缺乏对异构传感器网络拓扑修复算法的研究,提出了一种基于连通支配树的异构传感器网络拓扑修复算法(HSNTR)。首先,算法以很小的代价构造出用于数据转发的虚拟骨干网,然后,当节点失效时,算法对骨干网进行动态地局部修复以使其仍... 由于目前缺乏对异构传感器网络拓扑修复算法的研究,提出了一种基于连通支配树的异构传感器网络拓扑修复算法(HSNTR)。首先,算法以很小的代价构造出用于数据转发的虚拟骨干网,然后,当节点失效时,算法对骨干网进行动态地局部修复以使其仍然连通和覆盖所有节点。理论分析证明了算法在构造和修复骨干网时使用的最大节点数。仿真分析表明了算法在能效性、扩展性和可靠性等方面都优于其他算法。 展开更多

关键词 异构传感器网络 拓扑修复 连通支配树 虚拟骨干网

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异构传感器网络中基于闲时能量开销优化的密度控制算法研究 被引量：2

7

作者 刘林峰 邹志强 +1 位作者 张登银 王汝传 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期72-79,共8页

基于闲时能量开销优化目标提出了一种适用于异构传感器网络的密度控制算法(DCA),DCA能寻找到一个闲时能量开销近似最小化的连通覆盖集合,该集合最终映射为活跃节点集合。理论分析和实验数据表明,DCA所生成的拓扑能有效降低网络闲时能量... 基于闲时能量开销优化目标提出了一种适用于异构传感器网络的密度控制算法(DCA),DCA能寻找到一个闲时能量开销近似最小化的连通覆盖集合,该集合最终映射为活跃节点集合。理论分析和实验数据表明,DCA所生成的拓扑能有效降低网络闲时能量开销,延长了网络的生命周期。 展开更多

关键词 异构传感器网络 密度控制 连通覆盖问题 覆盖增量

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基于节点移动和协作转发的异构传感器网络路由协议 被引量：4

8

作者 王镇 刘学军 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2012年第1期62-66,共5页

在异构传感器网络中,超级节点有着重要的意义.针对异构传感器网络中超级节点能量消耗过快的问题,提出了一种新的分簇路由协议(MCC).通过在建簇阶段采用簇首移动控制策略来使簇内负载更加均衡;在簇间数据传输时引入了节点协作转发机制,... 在异构传感器网络中,超级节点有着重要的意义.针对异构传感器网络中超级节点能量消耗过快的问题,提出了一种新的分簇路由协议(MCC).通过在建簇阶段采用簇首移动控制策略来使簇内负载更加均衡;在簇间数据传输时引入了节点协作转发机制,提高了分簇协议的数据传输性能.通过NS2仿真验证,结果表明,MCC协议不仅降低了簇首能耗,而且使网络能耗更加均匀,延长了网络寿命. 展开更多

关键词 异构传感器网络 簇首节点 移动控制策略 协作转发机制

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异构传感器网络虚拟网格移动算法 被引量：3

9

作者 关志艳 冯秀芳 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2010年第3期63-66,70,共5页

通过把复杂问题逐步简化,分析了同构传感器网络的菱形网格和正方形网格划分方法,从拓补学角度提出了异构正六边形网格和异构正方形网格划分方法,并且计算采用两种网格方法实现无缝完全覆盖所需的最少节点数量,得到正方形网格更有优势.... 通过把复杂问题逐步简化,分析了同构传感器网络的菱形网格和正方形网格划分方法,从拓补学角度提出了异构正六边形网格和异构正方形网格划分方法,并且计算采用两种网格方法实现无缝完全覆盖所需的最少节点数量,得到正方形网格更有优势.最后利用虚拟力算法,提出异构虚拟正方形网格移动算法,仿真实验证明了算法的有效性. 展开更多

关键词 异构传感器网络 正六边形网格 正方形网格 虚拟力

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异构传感器网络基于粒子群算法的部署策略 被引量：1

10

作者 王宇 张聚伟 王亚乐 《电光与控制》 北大核心 2017年第10期40-44,63,共6页

异构传感器网络的部署问题较之同构传感器网络更为复杂,需要充分考虑节点的异构性带来的影响。采用粒子群算法对异构传感器网络进行部署,加入异构性适应策略,并改进了适应度函数,提出一种异构性适用的粒子群算法。仿真结果表明,相比于... 异构传感器网络的部署问题较之同构传感器网络更为复杂,需要充分考虑节点的异构性带来的影响。采用粒子群算法对异构传感器网络进行部署,加入异构性适应策略,并改进了适应度函数,提出一种异构性适用的粒子群算法。仿真结果表明,相比于基本粒子群算法,所提算法有效避免了陷入局部最优次于全局最优的情况,并加快了收敛性,提高了一定的网络覆盖性能。 展开更多

关键词 异构传感器网络 异构性适用 粒子群算法

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基于最小生成树的异构传感器网络抗共谋优化方案

11

作者 马春光 戴膺赞 +1 位作者 王九如 王慧强 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第12期3046-3050,共5页

基于EBS(Exclusion Basis Systems)的密钥管理协议,以安全性高、动态性和扩展性好,较适用于异构传感器网络,但却存在共谋问题。该文提出了一种基于MST(Minimum Spanning Tree)的密钥共谋问题优化方案。该方案利用Prim算法对由簇内感知... 基于EBS(Exclusion Basis Systems)的密钥管理协议,以安全性高、动态性和扩展性好,较适用于异构传感器网络,但却存在共谋问题。该文提出了一种基于MST(Minimum Spanning Tree)的密钥共谋问题优化方案。该方案利用Prim算法对由簇内感知节点所构成的无向连通图进行最小生成树求解,并对该树进行遍历,根据所得节点遍历顺序进行密钥的指派与分配,使得相邻节点间所含的密钥重叠程度增大,发生共谋的可能性得到降低。实验结果表明:同比于密钥随机分配方案与SHELL方案,所提方案有效提高了网络的抗捕获能力。 展开更多

关键词 异构传感器网络 密钥管理 共谋问题 最小生成树(MST) EBS

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异构传感器网络中汇聚节点位置优化路由算法

12

作者 邹赛 汪文勇 +1 位作者 唐勇 张骏 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第S1期268-275,共8页

在异构无线传感器网络模型下,针对采集节点发送数据能量消耗过高及路由时分组丢失率过大等情况,对数据汇聚节点的位置优化及路由进行了研究,提出了移动汇聚节点位置优化路由算法(MLOYIH)。先根据蚁群算法的原理对移动节点与静态节点进... 在异构无线传感器网络模型下,针对采集节点发送数据能量消耗过高及路由时分组丢失率过大等情况,对数据汇聚节点的位置优化及路由进行了研究,提出了移动汇聚节点位置优化路由算法(MLOYIH)。先根据蚁群算法的原理对移动节点与静态节点进行分组,再在组内寻找适合的位置放置汇聚节点,最后根据供电情况,选择合适的跳算进行路由。经过仿真实验与性能分析表明,MLOYIH算法与传统算法比较,能量消耗降低到64%,分组丢失率不高于3%。 展开更多

关键词 异构传感器网络 移动节点 位置优化 路由

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无线传感器网络的异构性研究 被引量：15

13

作者 潘巨龙 闻育 《航空计算技术》 2007年第2期124-126,130,共4页

随着无线通信技术和微电子技术的快速发展,低成本、高度集成和自组织的无线传感器网络将会逐渐普及。首先总结归纳了无线传感器网络异构性的几种表现形式,如计算能力异构性、节点能量异构性、链路异构性及网络协议异构性,然后介绍了异... 随着无线通信技术和微电子技术的快速发展,低成本、高度集成和自组织的无线传感器网络将会逐渐普及。首先总结归纳了无线传感器网络异构性的几种表现形式,如计算能力异构性、节点能量异构性、链路异构性及网络协议异构性,然后介绍了异构无线传感器网络层次网络体系结构和两种适用于无线传感器网络的标准.最后对无线传感器网络的安全问题进行简单探讨。 展开更多

关键词 无线传感器网络 层次网络体系结构 异构传感器网络 异构性

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一种无线传感器网络异构分簇模型的簇头调度方案 被引量：4

14

作者 王珺 曹涌涛 糜正琨 《南京邮电大学学报（自然科学版）》 2008年第2期47-52,共6页

将无线传感器网络划分成簇会有效利用系统资源,近来提出的基于异构分簇模型的无线传感器网络,是指网络中存在多种不同能力的节点,能力强的节点自动成为簇头,这种网络避免了复杂的簇头选举过程并有效降低了普通节点的硬件复杂性和成本。... 将无线传感器网络划分成簇会有效利用系统资源,近来提出的基于异构分簇模型的无线传感器网络,是指网络中存在多种不同能力的节点,能力强的节点自动成为簇头,这种网络避免了复杂的簇头选举过程并有效降低了普通节点的硬件复杂性和成本。但是,固定簇头的方法会削弱系统的负载均衡以及健壮性。为了解决这个问题,提出了一种基于自适应退避策略的簇头调度方案,该方案通过适当增加冗余度实现传感节点的k覆盖,增强了网络的健壮性。同时,依赖于地理信息和剩余电池能量信息,簇头节点通过自主周期性睡眠来保证系统负载的均衡分配,延长网络生存期。 展开更多

关键词 异构传感器网络 调度算法 系统生存期

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面向异构无线传感器网络的节点调度算法 被引量：17

15

作者 孙力娟 魏静 +2 位作者 郭剑 肖甫 王汝传 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1907-1912,共6页

针对传感器网络中的节点冗余问题,提出了一种冗余判别方法来关闭冗余节点,以达到延长网络生命周期的目的.首先按邻居节点的不同位置对节点进行分类,研究了每组邻居节点的网络覆盖率与工作节点数k之间的约束关系,在此基础上,按不同的冗... 针对传感器网络中的节点冗余问题,提出了一种冗余判别方法来关闭冗余节点,以达到延长网络生命周期的目的.首先按邻居节点的不同位置对节点进行分类,研究了每组邻居节点的网络覆盖率与工作节点数k之间的约束关系,在此基础上,按不同的冗余法则对节点进行判断,关闭冗余节点.理论分析和实验结果表明,提出的算法能关闭网络中的冗余节点从而有效地延长网络的生存时间. 展开更多

关键词 节点调度 异构无线传感器网络 邻居节点分类 邻居节点距离

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基于区域的异构无线传感器网络密钥管理 被引量：9

16

作者 马春光 尚治国 王慧强 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期74-81,共8页

密钥管理是无线传感器网络中极具挑战性的安全问题之一。在随机密钥预分配方案的基础上,提出一种利用节点部署知识和已知区域信息的异构无线传感器网络密钥预分配方案,并分别从网络连通性、节点内存需求和安全性等方面对方案进行性能评... 密钥管理是无线传感器网络中极具挑战性的安全问题之一。在随机密钥预分配方案的基础上,提出一种利用节点部署知识和已知区域信息的异构无线传感器网络密钥预分配方案,并分别从网络连通性、节点内存需求和安全性等方面对方案进行性能评价和模拟仿真。结果表明,相比现有密钥管理方案,本方案能提高网络的连通性,减小节点所需存储空间,并增强网络抗攻击能力。 展开更多

关键词 异构无线传感器网络 密钥管理 密钥预分配 安全

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基于按对平衡设计的异构无线传感器网络密钥预分配方案 被引量：5

17

作者 马春光 张秉政 +1 位作者 孙原 王慧强 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期37-43,共7页

利用异构无线传感器网络中普通节点和簇头节点间的差异性,基于中心可分解型按对平衡设计构造了异构的节点密钥环,设计了2种密钥预分配方案DCPBD和VDCPBD。其中,DCPBD利用了中心可分解类型PBD,将普通区组作为普通节点的密钥环,将特殊区... 利用异构无线传感器网络中普通节点和簇头节点间的差异性,基于中心可分解型按对平衡设计构造了异构的节点密钥环,设计了2种密钥预分配方案DCPBD和VDCPBD。其中,DCPBD利用了中心可分解类型PBD,将普通区组作为普通节点的密钥环,将特殊区组作为簇头节点的密钥环。VDCPBD基于DCPBD进行了扩展,将单一核密钥替换为基于另一密钥池进行SBIBD设计出的簇间密钥环,减小了DCPBD由于单个簇头节点被俘后对整个网络抗毁性的影响。由于在设计时考虑了节点的异构特性,使用确定性方法构造了异构密钥环,使得在保持密钥连通率不变的前提下获得了更低的空间复杂度。仿真实验表明,2个方案都支持大规模网络,且单跳密钥连通率随网络规模增大而趋近于1,2跳连通率恒为1。VDCPBD还具备了更强的抗节点捕获能力和更好的网络可扩展性。 展开更多

关键词 异构无线传感器网络 密钥管理 密钥预分配 按对平衡设计 异构密钥环

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异构无线传感器网络中簇首的优化部署策略 被引量：7

18

作者 刘琳 于海斌 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期229-237,共9页

分簇对用于环境监测的无线传感器网络具有较好的适应性和节能性,由高能力节点担任簇首可以更好地实现节能并改善网络性能。在大规模网络中,高能力簇首部署问题是一类NP-hard问题。同时考虑了影响网络性能的簇半径和簇首的容量限制,把簇... 分簇对用于环境监测的无线传感器网络具有较好的适应性和节能性,由高能力节点担任簇首可以更好地实现节能并改善网络性能。在大规模网络中,高能力簇首部署问题是一类NP-hard问题。同时考虑了影响网络性能的簇半径和簇首的容量限制,把簇首的优化部署问题形式化为一个整数规划问题。针对该问题,提出了启发式的基于K-平均和模拟退火混合算法的KMSA算法,对簇首节点进行有策略的部署。仿真结果表明,在不同的网络规模和簇个数情况下,KMSA可以改善网络性能。 展开更多

关键词 异构无线传感器网络 簇首 K-平均 模拟退火

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基于遗传算法的异构无线传感器网络分簇算法 被引量：8

19

作者 刘涛 庞博 《现代电子技术》 2022年第5期25-30,共6页

为进一步均衡无线传感器网络能耗,提出一种基于遗传算法改进的异构无线传感器网络分簇算法。在簇头选举阶段,分析传感器节点剩余能量、节点分布位置、节点的邻居节点密度因素,通过遗传算法寻优,选举出每轮最佳数目的最优簇头集;同时为... 为进一步均衡无线传感器网络能耗,提出一种基于遗传算法改进的异构无线传感器网络分簇算法。在簇头选举阶段,分析传感器节点剩余能量、节点分布位置、节点的邻居节点密度因素,通过遗传算法寻优,选举出每轮最佳数目的最优簇头集;同时为解决周期性分簇造成的能量损失,建立簇头更新策略,降低簇头集更新频率。仿真结果表明,该算法与SEP、LEACH和TSEP算法相比较,第一死亡节点出现时间分别推迟了44.59%,69.4%和8.85%,网络寿命延长了174%,47.78%和71.33%。 展开更多

关键词 分簇算法 异构无线传感器网络 遗传算法 系统模型 簇头选择 簇头更新

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最大化网络有效寿命的传感器网络覆盖保持协议 被引量：5

20

作者 王换招 孟凡治 李增智 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期66-70,80,共6页

为了保证监测区域覆盖质量,同时延长无线传感器网络有效寿命,构建了一种不需要地理位置信息的异构传感器网络冗余节点决策模型,由此提出了一种最大化网络有效寿命的异构传感器网络覆盖保持协议——ULMPCC.根据节点剩余能量状况,关闭剩... 为了保证监测区域覆盖质量,同时延长无线传感器网络有效寿命,构建了一种不需要地理位置信息的异构传感器网络冗余节点决策模型,由此提出了一种最大化网络有效寿命的异构传感器网络覆盖保持协议——ULMPCC.根据节点剩余能量状况,关闭剩余能量相对较少的所有冗余节点,保留最少的工作节点,从而实现了分布式协作节点调度.基于剩余能量的选举策略有效地平衡网络中的能量消耗,最大化了网络的有效寿命.仿真实验表明,UMLPCC能调度最少的工作节点,保证应用要求的覆盖质量,当期望的覆盖质量大于90%时,获得的覆盖质量与期望的覆盖质量的误差小于1%. 展开更多

关键词 覆盖质量 节点调度 网络有效寿命 异构传感器网络

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