检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：万新湖南大学

学位级别：硕士

无线传感器网络作为涉及学科较广、知识相对集成的研究方向,近年来得到了长足的发展。相比传统无线传感网络在空间上固定的特点,移动无线传感网络对未知环境有着更好地适应性与鲁棒性,使之非常适用于追踪检测目标的研究中。这就需要一... 详细信息

无线传感器网络作为涉及学科较广、知识相对集成的研究方向,近年来得到了长足的发展。相比传统无线传感网络在空间上固定的特点,移动无线传感网络对未知环境有着更好地适应性与鲁棒性,使之非常适用于追踪检测目标的研究中。这就需要一个环境适应能力强的蜂拥控制模型来引导节点群朝向目标运动。同时,在传感器节点群追踪目标的过程中,如何避开环境中的复杂障碍也是研究的重点与难点。节点群可能陷入凹形障碍中,最终导致了目标追踪的失败。移动无线传感网络目标追踪检测是有着很大潜力的研究领域,目前仍然处于探索起步阶段,还有很多工作亟待开展。本文对移动无线传感网络目标追踪检测的特点进行了分析,深入研究了群体系统中的蜂拥控制模型,对蜂拥控制模型进行了改进,使之适用于移动无线传感网络。并对避障效率较高的SA算法做出了改进,在遇到障碍物时将转向的方向定为速度直线与障碍边缘交点的切线,建立起了协同避障模型。该模型在跟踪过程中对凸形障碍有较高的避障效率。但是,在SA算法的转向判断中,目标对节点具有引力,使节点群陷入凹形区域无法绕出。将协同避障模型引入凹形障碍环境中,对模型做出进一步改进,在SA算法转向判断时暂时取消目标对节点群的引力,让节点群在进入凹形后自行做出环境的判断并沿着障碍边缘不断搜索路径,最终绕出障碍到达目标。此外,本文将提出的协同避障模型引入到火灾救援小组的工程应用中,协同避障模型在每一个传感器节点上得到实现,使得装备有传感器的群体即使没有外力作用也能朝着待救目标前进。本文的对基于SA算法的协同避障模型进行了实验仿真。仿真结果证明,与蜂拥控制模型相比,协同避障模型适用于避开未知的凸形障碍。在平均速率和时间效率上有显著提高。与原协同避障模型相比,改进后的模型适应于复杂障碍的环境,在凹形障碍下的避障有很高的效率。模型在工程应用中实现证明了协同避障模型的实践性。本文为移动无线传感网络在复杂环境下追踪检测目标提供了新方法和关键技术,其研究成果将为刑侦、安全、医疗、生物学提供技术基础,将为移动无线传感器的研究发展发挥重要作用。

关键词：移动无线传感器网络群体系统避障算法协同蜂拥控制凹形障碍

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基于几何布朗运动模型的DV-Hop算法研究与改进

基于几何布朗运动模型的DV-Hop算法研究与改进

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作者：谭铭扬桂林理工大学

学位级别：硕士

目前,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)定位算法在许多领域都扮演着极其重要的角色。无论是工业生产,还是灾害救援,WSN都为社会创造了极大的经济价值。随着WSN与人类生活的日益密切,WSN的实际工作环境也变得越来越复杂,对... 详细信息

目前,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)定位算法在许多领域都扮演着极其重要的角色。无论是工业生产,还是灾害救援,WSN都为社会创造了极大的经济价值。随着WSN与人类生活的日益密切,WSN的实际工作环境也变得越来越复杂,对于定位精度与系统抗干扰能力有着越来越高的要求。为适应复杂工作环境和提升定位精度,本文提出一种基于几何布朗运动(Geometric Brownian Motion,GBM)模型的改进DV-Hop定位算法。本文的主要研究内容如下:首先,本文对本研究的研究背景与意义进行阐述,分别针对随机移动模型和DV-Hop定位算法的国内外研究现状进行了介绍。接着对WSN定位技术的相关概念、指标和坐标的基本计算方法进行了介绍,并分析了基于动态、静态锚节点的不同定位算法,对比了各自优缺点。针对传统DV-Hop定位误差大,从两个方面提出了改进。先通过通信半径进行多层数分级来修正最小跳数,然后通过对节点间的平均跳距进行加权修正,以提升传统的DV-Hop定位算法的精度。通过实验对比分析,改进的DV-Hop算法相较于传统DV-Hop点位算法的平均定位误差降低了15.21%。针对传统的基于锚节点的定位算法在通信受到干扰时,无法获取作为参考节点的锚节点的位置信息,进而不能利用传统的定位算法来定位未知节点的问题,本文在基于DV-Hop算法的移动预测定位算法(Mobile war-fighters location prediction DV-Hop,MWLP-Dp)的基础上,提出了一种基于GBM模型的改进DV-Hop(Geometric Brownian Motion DV-Hop,GBM-Dp)定位算法。在GBMDp算法的未知节点定位阶段,将所提出的改进DV-Hop算法引入到对未知节点的位置定位过程中,代替原MWLP-Dp算法中利用传统DV-Hop算法进行未知节点的定位。通过多组仿真对比实验,验证了本文提出的算法相较于蒙特卡罗箱型算法(Monte Carlo Localization Boxed,MCB)算法和改进的DV-Hop算法—基于RSSI比值修正和权值质心(RSSI-Weight-Mass-Based DV-Hop,RWMB-Dp)定位算法的优势。在移动锚节点定位方面相较于MCB算法的定位误差平均提升31.42%,在未知节点定位方面相较于RWMB-Dp算法提升了3.89%。仿真结果表明,本文所提出的GBM-Dp算法在定位精度方面有这明显的优势。对比实验分析也证明了在不同的变量影响下定位精度都有明显提高,且在发生通信受扰的情况下也有着较好的定位效果。

关键词：移动无线传感器网络 DV-Hop 几何布朗运动节点定位技术

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UAV与AGV空地一体化协作波束成形多目标优化研究

UAV与AGV空地一体化协作波束成形多目标优化研究

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作者：张钰泽吉林大学

学位级别：硕士

传统无线传感器网络中的传感器节点往往受到资源、能量和传输范围等方面的限制,因此,如何有效利用移动无线传感器网络来提高网络通信质量越来越受到重视。由于无人车(Automated Guided Vehicle,AGV)具有行动敏捷、待机时间长和可控性强... 详细信息

传统无线传感器网络中的传感器节点往往受到资源、能量和传输范围等方面的限制,因此,如何有效利用移动无线传感器网络来提高网络通信质量越来越受到重视。由于无人车(Automated Guided Vehicle,AGV)具有行动敏捷、待机时间长和可控性强的优点,所以常被广泛应用于程序监控和传感网络等场景。然而,AGV的移动速度较低并且无法工作在一些地形复杂的环境,这导致AGV的应用场景有一定的局限性。相应地,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)同样是一个应用场景广阔的平台,具有高灵活性和高视距(Line Of Sight,Lo S)的优点,可被装配智能决策能力以自主执行任务。本文的目标是利用UAV高灵活性和AGV高持久性的特点来建立UAV协助AGV的无线传感网络对数据进行转发。具体而言,本文使用分布式协作波束成形技术(Distributed Cooperative Beamforming,DCB),提出了一种UAV协助AGV构建天线阵列来转发数据的新颖数据传输框架。为了增加无线传感器网络的传输距离和数据传输速率,需要将传感器节点移动到具有最佳激励电流权重的位置以形成高方向性的波束,但UAV和AGV在移动过程中会造成额外的能量消耗。为了提高UAV协助AGV构建的无线传感器网络的数据传输速率和能量有效性,本文以降低无线传感器网络的数据传输时间,阵列天线(Virtual Array Antenna,VAA)的形成时间和AGV与UAV产生的能量消耗作为目标构建一个多目标优化问题,并针对两个不同场景分别提出解决方案:1.对于数据发送方和数据接收方之间没有任何障碍的场景,本文利用UAV协助AGV构建天线阵列与远方空中基站(Air Base Stations,ABS)进行通信。由于数据传输过程中不会受到多径影响,本文在Lo S信道上对数据传输进行模拟,制定了一个陆地和空中协同数据传输多目标优化问题TATFMOP以减少数据传输时间、VAA形成时间和UAV及AGV的整体能量消耗。由于TATFMOP是NP难问题,因此本文提出一个改进的多目标蚁狮算法(BH-Enhanced MOALO,EMOALOIB)来解决TATFMOP。EMOALOIB算法基于黑洞更新(Black Hole,BH)和反向学习(Opposition-Based Learning,OBL)的思想对传统MOALO算法进行改进,使得该算法在求解TATFMOP问题上具有更好的性能。实验结果表明该算法在解决TATFMOP问题上是非常有效的并且具有更好的性能。2.对于UAV协助AGV利用DCB技术在一些地形复杂的环境中与ABS进行通信的场景,如树木、丘陵和山脉等地形,这将对通信链路的质量造成影响。因此本文基于概率Lo S信道模型,明确提出了三个优化目标,即降低无线传感器网络与不同ABS通信的时间、UAV协助AGV形成VAA的总时间和整个网络中移动节点的能耗。此外,本章还构建了一个UAV协助AGV进行数据传输的多目标优化问题PLFMOP,该问题同样为NP难问题,因此本文提出了一种改进的MODA算法(Piecewise and Gauss Improved MODA,PGIMODA)解决该问题,仿真实验验证了该算法的有效性。本文提出了一种新颖的传感器网络数据通信框架,该框架充分利用了UAV高度灵活的特性以及AGV低能耗的特点,实现了高效、灵活和可靠的数据传输。传统无线传感器网络中,由于节点受到资源、能源和通信范围等方面的限制,往往会影响数据传输的质量和效率,而该框架则可以在一定程度上解决了这些问题。传感器网络由两部分组成:UAV和AGV。UAV负责搭载数据传输设备,并利用其高度灵活的特性,在空中对AGV进行数据转发。AGV则负责在地面运行,接收并存储UAV传输的数据,两者之间通过DCB技术,共同完成数据传输任务,这为无线传感器网络领域的研究和应用提供了新思路和方法。

关键词：移动无线传感器网络 UAV网络协作波束成形空中基站多目标蚁狮算法多目标蜻蜓算法

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移动无线传感网中节点位置预测方法研究

移动无线传感网中节点位置预测方法研究

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作者：夏扬波新疆大学

学位级别：硕士

移动无线传感器网络作为人类社会与大自然衔接的媒介,其被广泛的应用于各种领域当中,例如森林植被覆盖的监测、牧区深处动物习性的监测研究以及矿难救援等等,如何在上述的应用场景中精确的获取监测节点的位置信息就成了异常关键而又难... 详细信息

移动无线传感器网络作为人类社会与大自然衔接的媒介,其被广泛的应用于各种领域当中,例如森林植被覆盖的监测、牧区深处动物习性的监测研究以及矿难救援等等,如何在上述的应用场景中精确的获取监测节点的位置信息就成了异常关键而又难以解决的问题。其不仅具有理论研究意义,还具有一定的商业价值。本文首先总结了前人对移动节点位置预测方法研究的进展,并分析了其中的不足,例如位置预测精度较低;需要大量的历史运动轨迹来构建预测模型以及预测模型的鲁棒性不是很好等问题。针对以上存在的这些问题,首先,提出了能够在小样本数据集的情况下依然可以有效的预测移动节点下一时刻位置所在的节点位置预测算法,该算法利用不确定性支持向量机具有处理不确定信息的能力,并结合启发式遗传寻优算法构建一个良好的位置预测模型,同时采用移动节点偏转方向计算来排除错误的预测取值点,从而达到提高位置预测的精度目的。其次,在上一个仿真实验的基础上,考虑到实际监测环境中可能由于节点能量耗尽、火灾或者地震等其他外力因素导致节点死亡从而形成节点总体分布比较稀疏的移动传感网,针对稀疏传感网中移动节点位置预测精度低的问题,本文还提出了一种稀疏传感网中移动节点位置预测算法。该方法充分利用了深度信念网络特有的无监督学习能力,自主学习复杂环境下的信号强度分布特性,并据此训练并构建一个距离预测模型,利用所构建的距离预测模型确定未知节点与其相邻节点之间的距离,从而判断其位置所在区域,进而达到预测未知节点位置的目的。最后,实验仿真结果表明本文所提出的基于不确定性支持向量机的节点位置预测方法在保持较好的预测精度的同时在小样本的情况下依然适用,并且计算量相对较小,适合能量有限的移动节点位置预测。而基于深度信念网络的移动节点位置预测算法在稀疏传感网中对节点位置的预测效果要优于其他方法,且提高了预测精度,鲁棒性相对而言也比较强,适用于稀疏传感网中进行节点位置预测。

关键词：移动无线传感器网络位置预测不确定性支持向量机深度信念网络遗传算法

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工业物联网中批量认证协议研究

工业物联网中批量认证协议研究

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作者：戴楠西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着物联网(Internet of Things,Io T)的快速发展,物联网技术被应用于越来越多的行业当中。其中,工业物联网(Industrial Internet of Things,IIo T)是当今应用物联网蓬勃发展的一个方向。工业物联网利用物联网技术,致力于实现物联网环... 详细信息

随着物联网(Internet of Things,Io T)的快速发展,物联网技术被应用于越来越多的行业当中。其中,工业物联网(Industrial Internet of Things,IIo T)是当今应用物联网蓬勃发展的一个方向。工业物联网利用物联网技术,致力于实现物联网环境中海量设备之间的通信和海量数据的实时处理,实现对大规模部署的工业生产和制造设备的自动化、可靠控制和管理。对于工业物联网中的大规模设备,从信息安全的角度考虑,除了要保证工业物联网中的数据安全和隐私外,还需要考虑工业物联网系统的认证安全和效率。也就是当在网络中对低成本的、资源受限的设备进行大规模的部署时,如何提高系统对合法实体的认证效率是工业物联网中认证协议的一个重要研究方向。无线射频识别(Radio Frequency Identifcation,RFID)标签和传感器节点低廉的价格正满足了工业物联网中大规模部署设备的需求。RFID系统和无线传感器网络中的身份认证作为工业物联网安全的第一道屏障,也面临着许多安全挑战。在本文中,我们首先对大规模RFID系统和移动无线传感器网络(Mobile Wireless Sensor Network,MWSN)的应用场景的架构和安全需求进行了研究,介绍了已有的相关RFID认证协议和移动传感器网络中的重认证协议,研究已有协议在效率和安全性上的不足。为了满足工业物联网中对大规模设备高效的管理与认证,我们提出了一个适用于大规模RFID系统的轻量级批量认证方案和一个基于层次化的移动传感器网络模型的批量重认证与密钥协商方案。本文的主要工作如下: (1)针对工业物联网中静态的大规模的RFID系统的高效认证问题,本文提出了一种基于中国剩余定理(Chinese Remainder Theorem,CRT)的轻量级RFID批量认证协议。基于中国剩余定理的RFID批量认证协议利用同余方程组的结构,为标签生成相应的秘密信息,标签无需进行复杂的运算即可完成与阅读器和后台服务器的认证,降低了标签的开销。后台服务器和阅读器将一组同余方程的解作为组密钥,使用组密钥实现对一批标签的批量认证,在提高系统认证效率的同时降低了后台服务器与阅读器之间的通信开销。本方案还提供了对标签身份的灵活加入和撤销的功能,并在每轮认证结束后,对服务器、阅读器和标签端存储的认证信息和共享密钥进行更新,满足了RFID认证系统的前后向安全性。 (2)针对工业物联网中动态的大规模的移动传感器网络中的重复认证带来的安全风险和资源浪费问题,本文提出了一种基于层次化的移动传感器网络模型的批量重认证与密钥协商协议。基于层次化的移动传感器网络模型的批量重认证与密钥协商协议基于椭圆曲线密码学(Elliptic Curve Cryptography,ECC),利用椭圆曲线上运算的线性结构,实现对一批移动的传感器节点的批量认证,提高了系统的认证效率。基于椭圆曲线Diffe-Hellman(Elliptic Curve Diffe-Hellman,ECDH)秘钥交换,该协议实现了一个传感器集群中的中心节点与移动传感器节点之间的批量会话密钥协商,提高了系统的效率,降低了移动无线传感器网络的计算开销、通信开销和能量开销。 (3)我们还对本文提出的认证协议进行了安全性分析和BAN逻辑证明,本文提出的针对大规模RFID系统和层次化的移动传感器网络的批量认证方案满足工业物联网中大规模系统的安全要求。我们还对本文提出的针对大规模RFID系统和层次化的移动传感器网络的批量认证方案进行了性能上的分析和仿真,相比现有的方案,我们提出的方案拥有更高的认证效率和更低的系统开销。

关键词：工业物联网批量认证移动无线传感器网络射频识别安全与隐私

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基于簇链结构的节能路由协议

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上海师范大学学报（自然科学版） 2016年第2期45卷 215-222页

作者：吴子彧俞晖归琳上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

随着各类智能可穿戴设备越来越多地在无线传感器网络(WSN)中扮演着环境信息采集与传输的角色,为保证网络的性能,路由协议除了兼顾能量效率,还应适应移动的网络环境.然而在移动场景中,由于频繁的拓扑更新,传统的路由方案不能很好地应对... 详细信息

随着各类智能可穿戴设备越来越多地在无线传感器网络(WSN)中扮演着环境信息采集与传输的角色,为保证网络的性能,路由协议除了兼顾能量效率,还应适应移动的网络环境.然而在移动场景中,由于频繁的拓扑更新,传统的路由方案不能很好地应对移动性所带来的能耗与丢包的挑战,网络性能将会降低.因此,提出了一种新的基于簇链结构的路由协议(CCBRP),利用簇结构和簇头链实现采集信息的汇聚,并由链首节点完成至汇聚节点的最后一跳传输.在此基础上,通过移动节点周期性的成员更新机制完成移动管理与簇头切换.仿真结果表明该路由协议在网络生命周期和数据包传递成功率方面均有优异的表现,且在能量效率和数据传递间达到了性能的平衡.

关键词：路由协议簇链结构能量效率移动管理移动无线传感器网络

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MWSN基于簇的覆盖感知节点调度算法

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青海师范大学学报（自然科学版） 2017年第3期33卷 24-29页

作者：樊津瑜张国喜李琳黎四霞青海师范大学物理与电子信息工程学院青海西宁810008

本文介绍了移动无线传感器网络(Mobile Wireless Sensor Networks,MWSN)基于簇的覆盖感知节点调度算法,其中在每个集群中,选择主簇头和副簇头,它作为主簇头的备份,以防主簇头的剩余能量变为低于阈值或失败.并且该算法实现了能源效率和... 详细信息

本文介绍了移动无线传感器网络(Mobile Wireless Sensor Networks,MWSN)基于簇的覆盖感知节点调度算法,其中在每个集群中,选择主簇头和副簇头,它作为主簇头的备份,以防主簇头的剩余能量变为低于阈值或失败.并且该算法实现了能源效率和通过选择每个簇中的主动节点的最小数量的网络的覆盖,以及支持传感器节点的移动性.实验结果表明,基于簇的覆盖感知节点调度算法比现有的基于集群的覆盖节点调度计划具有低10%左右的网络的能耗和高10%左右的网络寿命.

关键词：移动无线传感器网络覆盖感知节点调度算法网络覆盖移动性

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基于MCB的移动节点安全定位算法

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微型机与应用 2017年第16期36卷 1-4页

作者：曹璐熊深文李嘉俊广东工业大学信息工程学院广东广州510006

针对移动无线传感器网络定位安全性的问题,分析了虫洞攻击对MCB方法的影响,在MCB的基础上提出了一种安全定位算法DWMCB。在锚节点存在虫洞攻击的情况下,该算法通过计算当前定位节点可检测到的锚节点组成多边形的质心以及几何关系,识别... 详细信息

针对移动无线传感器网络定位安全性的问题,分析了虫洞攻击对MCB方法的影响,在MCB的基础上提出了一种安全定位算法DWMCB。在锚节点存在虫洞攻击的情况下,该算法通过计算当前定位节点可检测到的锚节点组成多边形的质心以及几何关系,识别并剔除伪锚节点。仿真结果表明,DWMCB算法在受到虫洞攻击的网络中能够提高节点定位的精度。

关键词：移动无线传感器网络安全定位虫洞攻击锚节点

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感知受限的移动传感器节点扫描覆盖优化算法

感知受限的移动传感器节点扫描覆盖优化算法

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2016年全国开放式分布与并行计算学术年会

作者：神显豪李军奈何广西高校嵌入式技术与智能信息处理重点实验室(桂林理工大学) 广西桂林541004

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... 详细信息

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.

关键词：移动无线传感器网络传感器节点感知受限扫描覆盖算法多目标优化

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一种基于模糊逻辑的自适应信标交换算法

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传感器与微系统 2015年第4期34卷 144-147,154页

作者：李玉龙戚云军张衡阳空军工程大学信息与导航学院陕西西安710077

针对移动无线传感器网络中贪婪地理路由协议采用固定信标周期导致通信暂盲的问题,提出了一种基于模糊逻辑的自适应信标交换算法。该算法以节点移动速度、节点剩余能量和邻居节点的数量作为评价因素,利用模糊逻辑控制机制确定自适应的信... 详细信息

针对移动无线传感器网络中贪婪地理路由协议采用固定信标周期导致通信暂盲的问题,提出了一种基于模糊逻辑的自适应信标交换算法。该算法以节点移动速度、节点剩余能量和邻居节点的数量作为评价因素,利用模糊逻辑控制机制确定自适应的信标周期,提高了邻居表构建与维护的准确性与实时性,为贪婪地理转发提供了可靠依据。仿真结果表明:该算法有效减少了通信暂盲现象,降低了控制开销和平均端到端时延,提高了分组交付率,适用于对传输可靠性要求高的大规模移动无线传感器网络。

关键词：移动无线传感器网络贪婪地理路由邻居节点表信标交换模糊逻辑

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