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基于多智能体深度强化学习的海上风电传感器节点能效优化
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作者 贾林朋 王霄 +2 位作者 何志琴 吴钦木 尹曜华 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第8期2490-2496,共7页
海上风电场的高效运行依赖于无线传感器网络提供的监测数据。通过对现有研究中传感器节点部署与通信进行调查,指出了当前海上风电场景下无线传感器节点部署通信时能效优化研究不充分的问题。针对海上风电机组无线传感器网络的能效优化问... 海上风电场的高效运行依赖于无线传感器网络提供的监测数据。通过对现有研究中传感器节点部署与通信进行调查,指出了当前海上风电场景下无线传感器节点部署通信时能效优化研究不充分的问题。针对海上风电机组无线传感器网络的能效优化问题,设计了一种基于多智能体深度确定性策略梯度算法的优化方案。考虑了节点能量有限和特定的海上通信环境特点,通过多智能体协同优化节点的感知与通信策略,有效减少能耗并提升网络覆盖率和数据传输效率。结合自适应噪声策略、优先经验回放机制以及合理的奖励函数设计,进一步提高了算法的学习效率与能效表现。实验结果表明,所提算法相比DDPG基准算法提升了约26%的节点能效,训练速度较DDQN、SAC算法加快了33%和48%。 展开更多
关键词 海上风电 无线传感网络 能效优化 多智能体深度强化学习 自适应噪声策略
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IRS辅助无人机轨迹优化在WSN中节能数据采集
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作者 吴广通 张爽 +2 位作者 田文 刘光杰 戴跃伟 《电子测量技术》 北大核心 2025年第11期131-139,共9页
在无线传感器网络(WSN)中,为了提高传感器节点(SNs)的能量效率,延长WSN的使用寿命,通常采用UAV作为数据采集器。然而,由于传统的UAV飞行轨迹设定存在能耗高的特点,此外,部分节点在地理特征存在通信信道较差的问题。针对以上问题,提出了... 在无线传感器网络(WSN)中,为了提高传感器节点(SNs)的能量效率,延长WSN的使用寿命,通常采用UAV作为数据采集器。然而,由于传统的UAV飞行轨迹设定存在能耗高的特点,此外,部分节点在地理特征存在通信信道较差的问题。针对以上问题,提出了一种基于IRS辅助UAV轨迹优化的WSN节能数据采集方法,该方法利用IRS通过反射传感器所发的信号增强UAV采集数据的能力,通过优化UAV轨迹提高WSN节点的能量效率。具体来说,首先构建IRS辅助UAV空地信道模型,然后构建面向UAV飞行轨迹和唤醒机制约束的WSN能耗目标函数,通过块坐标下降技术,将目标函数转化为对UAV的飞行轨迹和SNs的唤醒调度策略的优化问题。通过仿真,与3种典型无人机轨迹优化方法相比,该方案产生的能量消耗分别降低了91.0%、61.5%和41.6%,证明了该方法明显提高了WSN能量效率。 展开更多
关键词 智能反射面 无人机轨迹优化 无线传感器网络 节能数据采集 混合信道模型
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基于扇形链路策略的改进蚁群分簇路由协议 被引量:3
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作者 王丽芳 杨康杰 +1 位作者 郭晓东 张哲 《计算机工程与设计》 北大核心 2024年第9期2620-2626,共7页
针对网络覆盖区域较大、节点数量较多的无线传感器网络,容易出现部分节点过早死亡等情况,提出一种基于扇形链路策略的改进蚁群分簇路由协议RACO-SL。通过加入奖惩因子,同时对精英个体采用蚁群优化算法的概率生成新的后代个体,对于普通个... 针对网络覆盖区域较大、节点数量较多的无线传感器网络,容易出现部分节点过早死亡等情况,提出一种基于扇形链路策略的改进蚁群分簇路由协议RACO-SL。通过加入奖惩因子,同时对精英个体采用蚁群优化算法的概率生成新的后代个体,对于普通个体,通过与随机选择的精英个体进行交叉变异操作,改进蚁群优化算法,以整个网络每次通信的能耗为优化目标选取较优的簇头节点集。为待转发簇头节点设计从可动态调节的扇形区域中选择下一跳中继节点的链路转发策略。实验结果表明,与现有协议相比,该协议在延长网络寿命、提高通信链路质量、增强网络覆盖度方面表现良好。 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇路由协议 多跳 扇形链路策略 蚁群优化算法 簇头节点选择 能量均衡 网络覆盖度
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一种低耗能的数据融合隐私保护算法 被引量:58
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作者 杨庚 王安琪 +2 位作者 陈正宇 许建 王海勇 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期792-800,共9页
物联网中的隐私保护是实际应用中要解决的关键问题之一,作为物联网组成部分的无线传感器网络,希望在进行精确数据融合的同时,又能保护个人的隐私.文中提出了一种新的低能耗无线传感器网络数据融合隐私保护算法ESPART.一方面算法依靠数... 物联网中的隐私保护是实际应用中要解决的关键问题之一,作为物联网组成部分的无线传感器网络,希望在进行精确数据融合的同时,又能保护个人的隐私.文中提出了一种新的低能耗无线传感器网络数据融合隐私保护算法ESPART.一方面算法依靠数据融合树型结构本身的特性,减少数据通信量;另一方面算法分配随机时间片,避免碰撞.同时限制串通数据范围,降低数据丢失对精确度的影响.仿真结果显示,相比于SMART算法,ESPART可以在有效保护数据隐私的前提下,花费与TAG算法相同的时间和较少的数据通信量,得到精确的数据融合结果. 展开更多
关键词 物联网 无线传感器网络 数据融合 隐私保护 低耗能 高效能
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农田信息采集无线传感器网络节点设计 被引量:77
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作者 张瑞瑞 赵春江 +1 位作者 陈立平 徐刚 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期213-218,共6页
农田信息的及时准确获取是精准农业实施的基础。该文分析了几种典型无线传感器网络技术应用实例,基于当前无线传感器网络在农田信息采集中的应用现状,提出了设计体积小、工作持续时间长的农田信息采集无线传感器网络节点的必要性。基于A... 农田信息的及时准确获取是精准农业实施的基础。该文分析了几种典型无线传感器网络技术应用实例,基于当前无线传感器网络在农田信息采集中的应用现状,提出了设计体积小、工作持续时间长的农田信息采集无线传感器网络节点的必要性。基于ATmega128L单片机和CC1000射频芯片设计了无线传感器网络节点通信电路,并给出了土壤温湿度、电导率传感器、空气温湿度传感器及光照度传感器的选型和指标参数。设计了节点软件系统,描述了一种基于优先级的静态任务调度机制的实现方法,将S-MAC中的SYNC帧和RTS/CTS帧融合并加入了睡眠周期动态调度机制,并实现了全网的长周期睡眠。最后对节点进行了验证试验,给出了节点吞吐能力曲线和系统电压变化曲线,并进行了分析。试验表明,在论文给出的低功耗机制控制下,节点每秒具有6个数据包处理能力;在20个节点容量的全覆盖网络中,10min采样周期下,节点可有效持续工作150d以上,可以满足精准农业信息采集需求。 展开更多
关键词 无线传感网络 通信 农田信息采集 节能策略
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基于无线传感器网络的节能型水产养殖自动监控系统 被引量:47
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作者 蒋建明 史国栋 +2 位作者 李正明 史兵 宦娟 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第13期166-174,共9页
水产养殖的规模化发展和人力成本的不断上升迫切需要建立水质参数的无人值守自动监控系统。该文提出了一种基于改进型低能耗分层分群协议(LEACH)的Zigbee无线传感网络的水质监测和基于西门子PLC的变频增氧控制系统。在LEACH-C通信协议中... 水产养殖的规模化发展和人力成本的不断上升迫切需要建立水质参数的无人值守自动监控系统。该文提出了一种基于改进型低能耗分层分群协议(LEACH)的Zigbee无线传感网络的水质监测和基于西门子PLC的变频增氧控制系统。在LEACH-C通信协议中,由基站根据各节点剩余能量的估算值选定簇首,达到各节点供电电池剩余能量的均衡,同时从系统的实际控制精度出发,当节点测量到的溶解氧浓度值与上次发送值误差在0.02mg/L范围内时,不向簇首发送数据,达到节约供电电池能量的目的,经试验发现采用优化后的LEACH-C协议,比采用常规的LEACH协议网络有效寿命延长33.33%。适合鲈鱼生长的水体溶解氧质量浓度大于4.5mg/L,但随着浓度的上升增氧效率将逐步降低,因此设定应急增氧的区间为4.5~5.5mg/L。控制系统根据无线传感网络测量的溶解氧质量浓度值,采用PI-PID控制水体溶解氧浓度。保证了水体溶解氧质量浓度始终适合鱼类生长。通过试验验证,与人工粗略控制相比,这种控制方法大幅降低了人力成本和节约了51%的电能。该文可为水产养殖自动控制研究提供参考。 展开更多
关键词 水产养殖 无线传感网络 变频 节能 自动控制
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无线传感器网络优化生存时间的动态路由算法 被引量:35
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作者 朱艺华 沈丹丹 +2 位作者 吴万登 沈振伟 汤一平 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1041-1045,共5页
节能和延长网络生存时间是无线传感器网络研究领域的热点问题.该文综合考虑网络中节点的剩余能量和节点间传输数据的能耗,基于最短路径树算法,通过构造两种不同的权值函数,提出了"比例权值路由算法"(Ratio-W)与"和权值... 节能和延长网络生存时间是无线传感器网络研究领域的热点问题.该文综合考虑网络中节点的剩余能量和节点间传输数据的能耗,基于最短路径树算法,通过构造两种不同的权值函数,提出了"比例权值路由算法"(Ratio-W)与"和权值路由算法"(Sum-W).仿真分析表明,所提出的算法可以延长网络生存时间,并使能耗经济有效,比一些已有知名算法更优. 展开更多
关键词 无线传感器网络 路由 网络生存时间 节能
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新型室内照明智能控制系统的研究与实现 被引量:21
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作者 周晓伟 蔡建平 +1 位作者 郑增威 应晶 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2009年第8期2977-2981,共5页
在Z igBee传感网技术的基础上提出了一种新型的室内智能照明控制系统,系统主要由若干约半个手掌大小的集成了Z igBee协议栈的网络节点组成。部分节点负责统计进入房间内人员的个数、判断人员在房间内的位置以及当前室内光线强度,并将这... 在Z igBee传感网技术的基础上提出了一种新型的室内智能照明控制系统,系统主要由若干约半个手掌大小的集成了Z igBee协议栈的网络节点组成。部分节点负责统计进入房间内人员的个数、判断人员在房间内的位置以及当前室内光线强度,并将这些信息反馈给中心控制节点,中心控制节点通过综合处理这些信息来自动设置房间的照明模式。首先在传统室内照明控制系统的基础上提出了一种基于无线传感器网络的新型室内照明控制系统的架构体系,接着分析了系统中各网络节点的硬件组成;然后从室内人员个数统计、人员位置识别、光线强弱判别以及照明模式判断等方面详解了系统的具体实现过程;最后对系统进行了测试,新型室内照明智能控制系统能够有效弥补传统照明系统管理落后、浪费能源、舒适性差及布线复杂等缺陷。 展开更多
关键词 室内智能照明控制系统 无线传感器网络 ZIGBEE 节能
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无线体域网节能策略综述 被引量:15
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作者 卢先领 彭能明 +1 位作者 陆胜男 徐保国 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2013年第2期325-329,共5页
作为无线传感器网络的一个重要分支,无线体域网因其便携、可移动的特点受到各个领域的广泛关注。然而,节点难以得到充电或替换使得能耗问题日益凸显。针对节点能量受限问题,在简要介绍无线体域网结构和特点的基础上,结合已有的研究,分... 作为无线传感器网络的一个重要分支,无线体域网因其便携、可移动的特点受到各个领域的广泛关注。然而,节点难以得到充电或替换使得能耗问题日益凸显。针对节点能量受限问题,在简要介绍无线体域网结构和特点的基础上,结合已有的研究,分别从物理层、MAC层和网络层等方面分析并总结了已有的节能策略。最后,根据应用需求,提出了几点研究设想。 展开更多
关键词 无线体域网 能量受限 生命周期 节能策略
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无线传感器网络中一种基于能量策略的路由算法 被引量:12
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作者 李国华 田辉 +1 位作者 崔鸿雁 沈树群 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期168-171,共4页
介绍了无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)的概念和特点,在此基础上针对无线传感器网络的 特点提出了一种能量效率高和能量消耗平衡的路由新算法:最小能耗路由和节点能量最大路由周期轮转。给出了在 WSN中多点对一点通信的最... 介绍了无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)的概念和特点,在此基础上针对无线传感器网络的 特点提出了一种能量效率高和能量消耗平衡的路由新算法:最小能耗路由和节点能量最大路由周期轮转。给出了在 WSN中多点对一点通信的最小能耗路径和节点能量最大路径的矩阵算法。 展开更多
关键词 无线传感器网络 最小能耗路径 节点能量最大路径 路由轮转
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一种线型无线传感器网络部署策略 被引量:14
11
作者 田丰 王飞 +2 位作者 刘华艳 孙恩岩 王传云 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1633-1637,共5页
根据矿井线型环境下传感器节点的定位需求,提出一种K(K=3)重覆盖无线传感器网络部署策略,该策略通过使用等腰三角形分区覆盖和传感器节点分组的方法,解决了矿井线型环境下的K重覆盖和网络能耗均衡问题。仿真实验表明,该策略使用较少的... 根据矿井线型环境下传感器节点的定位需求,提出一种K(K=3)重覆盖无线传感器网络部署策略,该策略通过使用等腰三角形分区覆盖和传感器节点分组的方法,解决了矿井线型环境下的K重覆盖和网络能耗均衡问题。仿真实验表明,该策略使用较少的分组实现了预定的覆盖度要求,并通过组内节点数的不均匀部署保证了网络能耗的均衡性,与组内节点数均匀部署相比,其网络生命周期提高了53.64%。 展开更多
关键词 无线传感器网络 部署策略 等腰三角形分区覆盖 节点分组 能耗均衡
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无线传感器网络节能技术分析 被引量:11
12
作者 杜冬梅 张志 +1 位作者 何青 张海岩 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期366-367,共2页
无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术。节能是延长传感器网络寿命的关键。本文介绍了传感器节点的能源消耗情况,结合已有研究,重点从数据处理和通信协议两方面对节能策略进行分析,并指出了研究方向。
关键词 无线传感器网络 节能技术 MAC协议 路由协议
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无线传感器网络能效技术综述 被引量:9
13
作者 宋亚辉 李凤保 李在铭 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z2期1665-1666,1674,共3页
无线传感器网络最关注的问题是如何高效利用有限的能量。该文全面介绍了传感器节点处理模块和通信模块的的能源消耗情况和节能策略。
关键词 无线传感器网络 能源消耗 节能策略
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基于改进粒子群聚类的无线传感器网络能量均衡分簇策略 被引量:13
14
作者 李洪兵 余成波 +1 位作者 闫俊辉 李彦林 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2011年第2期657-660,共4页
针对无线传感器网络能量约束特点,为实现节点能耗均衡、最大化网络寿命,提出了一种基于改进粒子群聚类的无线传感器网络能量均衡分簇算法。首先根据距离汇聚节点远近将网络进行区域划分和等级标定,以不同概率确定不同等级区域的分簇数... 针对无线传感器网络能量约束特点,为实现节点能耗均衡、最大化网络寿命,提出了一种基于改进粒子群聚类的无线传感器网络能量均衡分簇算法。首先根据距离汇聚节点远近将网络进行区域划分和等级标定,以不同概率确定不同等级区域的分簇数量和规模。在活动等级区域内引入相同数量的粒子,根据K-均值聚类法形成多个初始粒子群,修改带惯性权重的粒子群算法,修改粒子飞行规则,并行智能搜索聚类。多个粒子群体的总结学习等优点加快了聚类收敛速度,克服了对初始聚类中心点选择较敏感的问题,形成了传感器节点位置的最优分簇,避免了网络热点问题,促进了网络能耗均衡,最大化网络寿命。理论分析和仿真实验结果表明了本算法对网络节点能耗均衡分簇的有效性。 展开更多
关键词 无线传感器网络 能量均衡 分簇策略 粒子群 K-均值聚类
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无线传感器网络操作系统关键技术研究 被引量:9
15
作者 张朋 陈明 +1 位作者 陈亚萍 何鹏举 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2007年第10期23-25,34,共4页
针对无线传感器网络的特点分析了无线传感器网络对操作系统的特殊需求,分析了无线传感器网络操作系统的特点。重点介绍了无线传感器网络操作系统开发过程中的几大关键技术:结构的层次化技术、框架技术、节能型通信模型技术、可裁减构件... 针对无线传感器网络的特点分析了无线传感器网络对操作系统的特殊需求,分析了无线传感器网络操作系统的特点。重点介绍了无线传感器网络操作系统开发过程中的几大关键技术:结构的层次化技术、框架技术、节能型通信模型技术、可裁减构件技术、普适计算模型技术。这些技术已用于西北工业大学的无线传感器网络的开发实践中,并取得了较理想的效果,对更好地开发无线传感器网络操作系统和开发应用软件有很高的参考价值。 展开更多
关键词 无线传感器网络 协议 操作系统 层次化技术 框架技术 节能 普适运算
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一种无线传感器网络的簇数目优化方法 被引量:6
16
作者 郝晓辰 房艳 +2 位作者 刘浩然 窦晶晶 刘彬 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1432-1436,共5页
针对LEACH算法中无线传感器网络分簇数目的确定问题,提出了一种节点服从泊松分布的情况下最优簇数目的计算方法。该方法利用节点的通信能耗模型,从能耗最小的角度给出了网络的最优簇数目,并证明最优簇数目与监测区域面积、节点数目和泊... 针对LEACH算法中无线传感器网络分簇数目的确定问题,提出了一种节点服从泊松分布的情况下最优簇数目的计算方法。该方法利用节点的通信能耗模型,从能耗最小的角度给出了网络的最优簇数目,并证明最优簇数目与监测区域面积、节点数目和泊松分布强度有关,而不是LEACH算法中的固定值,从而为优化网络簇头数提供了一定的依据。仿真表明,在该方法上设计的LEACH算法减少了网络的总能量消耗,有效延长了网络生命周期。 展开更多
关键词 无线传感器网络 最优簇数目 能耗模型 网络生命周期
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基于ZigBee传感网的楼宇智能照明控制系统的设计与实现 被引量:26
17
作者 周晓伟 蔡建平 +1 位作者 郑增威 应晶 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2009年第8期150-152,155,共4页
本文介绍了一种楼宇智能照明控制系统的设计与实现技术。系统以基于ZigBee协议的无线传感器网络为理论依据,是一种面向节能型的智能照明控制系统。它根据感测到的当前室内的光线强度、人员个数及位置信息来自动判断和设置预先设计好的... 本文介绍了一种楼宇智能照明控制系统的设计与实现技术。系统以基于ZigBee协议的无线传感器网络为理论依据,是一种面向节能型的智能照明控制系统。它根据感测到的当前室内的光线强度、人员个数及位置信息来自动判断和设置预先设计好的照明模式,能够有效克服传统照明模式管理落后、浪费能源、舒适性差及布线复杂等缺陷。描述了系统基于网状(Mesh)拓扑结构的体系架构,并在此基础上从系统节点的硬件设计、室内环境信息的采集及照明模式的判断等方面分析了系统的实现过程。 展开更多
关键词 ZIGBEE无线传感器网络 智能照明控制系统 节能
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基于无线传感器网络的路由协议 被引量:25
18
作者 杨冕 秦前清 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2004年第32期130-131,201,共3页
把成百上千的价格便宜的微传感器节点组成网络,并且智能地把所有单个节点搜集到的信息融合,使用者就可以精确地采集远方区域上他感兴趣的信息。这些无线网络的路由协议必须健壮性很强,节省能量并且延迟很小。基于经典的LEACH(LowEnergyA... 把成百上千的价格便宜的微传感器节点组成网络,并且智能地把所有单个节点搜集到的信息融合,使用者就可以精确地采集远方区域上他感兴趣的信息。这些无线网络的路由协议必须健壮性很强,节省能量并且延迟很小。基于经典的LEACH(LowEnergyAdaptiveClusteringHierarchy)协议,提出了对它的改进:主要是使用了新的策略来确定最优的簇数目。最后,该文算法和多跳路由、直接路由、LEACH进行了仿真比较,结果证明使用该文算法后系统的生存时间增长。 展开更多
关键词 传感器网络 无线网络 路由算法 能量节省策略
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无线传感器网络的自组织机制研究 被引量:10
19
作者 陈志 王汝传 孙力娟 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期854-857,共4页
无线传感器网络的自组织包含不依赖于固定通信基础设施的有规则联系和运动,本文在特定应用中研究这一过程.在定性分析无线传感器网络的自组织特性之后,提出自组织度和自组织单位能耗的自组织评价方法,在典型应用中以此量化分析无线传感... 无线传感器网络的自组织包含不依赖于固定通信基础设施的有规则联系和运动,本文在特定应用中研究这一过程.在定性分析无线传感器网络的自组织特性之后,提出自组织度和自组织单位能耗的自组织评价方法,在典型应用中以此量化分析无线传感器网络的自组织演化机制.仿真表明,在特定应用中的无线传感器网络表现出孕育、发育、成熟、衰退和死亡的自组织过程,自组织能耗依赖于特定的部署方式和无线模型. 展开更多
关键词 无线传感器网络 自组织 能耗
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能量捕获无线传感器网络能耗感知的路由方案 被引量:10
20
作者 应岚 林一民 池凯凯 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期108-112,共5页
现有能量捕获无线传感器网络路由方案较少考虑链路质量以及节点能量是否足够等问题。为此,对能量溢出感知的剩余能量最大化路由问题进行建模,结合储能设备上能量溢出浪费情况和基于链路数据包传递率的通信能耗指标,提出一种能量溢出感... 现有能量捕获无线传感器网络路由方案较少考虑链路质量以及节点能量是否足够等问题。为此,对能量溢出感知的剩余能量最大化路由问题进行建模,结合储能设备上能量溢出浪费情况和基于链路数据包传递率的通信能耗指标,提出一种能量溢出感知的路由方案,选择通信能耗和溢出能量总和较低的路由。实验结果表明,与Martinez G等人提出的路由方案(IEEE Sensors Journal,2014,No.9)相比,改进方案可使节点剩余能量提高50%左右。 展开更多
关键词 无线传感器网络 能量捕获无线传感器网络 路由方案 节能 最优化理论
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