能量均衡自适应压缩感知在船舶无线传感网络中的研究

传感器与射频技术不断发展,无线传感网络在海洋开发、航运及军事中的应用越来越多。无线传感网络是集数据采集、信号传输、算法处理于一体的网络,与陆地相比,传感节点的能量供给不方便,随着采集传输数据量的增加,网络生命周期越来越短。同时无线传感网络由于利用分布式的多传感器节点,数据采集的冗余度较高。本文利用压缩感知技术对原始数据进行压缩重构,降低数据维度,并通过负载均衡提高各节点能量利用率及网络生命周期。     

海上传感器网络的策略控制方法研究

无线传感网络是一种基于传感器数据采集、RFID射频通信、分布式计算及无线通信技术于一体的综合网络,结合了数据采集、传输及处理功能,应用于海上各类军事、环境探测、航运等领域。同时,与陆地环境相比,海上传感网络各节点能量不能得到及时补给,对各节点需要进行能量均衡以延长网络生命周期。本文分析海上传感网络拓扑结构,提出一种传感器各节点的能量负载均衡控制算法,降低整个网络的功耗,提高网络生命周期。     

船舶移动网络中节点跨域访问方法研究

为了提高船舶移动网络的全网能量均衡性,提出一种基于能量均衡控制的船舶移动网络中节点跨域访问方法。建立船舶移动网络移动节点的分布部署模型,采用最短路径寻优方法进行节点的路径规划,结合通信负载均衡性进行船舶网络传输信道均衡设计,对船舶移动网络中各簇首节点采用链路增益控制方法进行传输路由设计,计算移动船舶网络的全网能量负载开销,采用能量均衡控制方法实现船舶移动网络节点的跨区域访问。仿真结果表明,采用该方法进行船舶移动网络中节点跨域访问,提高了节点的正确传递概率,船舶移动网络的全网信道均衡性较好,改善了网络的数据传输和通信性能。     

遗传算法在海上无线传感器优化配置中的应用

为了提高海上无线传感器的自动配置和节点优化部署能力,提出基于遗传算法的海上无线传感器优化配置方法。构建海上无线传感器的节点均衡部署模型,采用传感器输出终端链路均衡配置方法进行海上无线传感器节点的均衡控制和自适应调节,建立海上无线传感器节点的自动轮询控制协议算法,结合自适应加权控制的方法进行海上无线传感器节点的负载均衡调节,结合功耗抑制方法降低海上无线传感器的能量开销,在遗传算法寻优下,实现海上无线传感器的节点优化配置和信道均衡设计。仿真结果表明,采用该方法进行海上无线传感器配置和节点部署的自适应性较好,均衡覆盖能力较强,提高了传感器网络的稳定性和寿命周期。     

多径干扰下船舶无线通信传输功率控制研究

受到多经干扰源信号的影响,船舶无线通信传输网络的传输效果并不理想。通过分析发现,信号稳定与否在于多径干扰下网络自身传输功率控制的稳定性,因此提出多径干扰下船舶无线通信传输功率控制方法。对船舶无线网络的多径干扰源下的网络链路进行干扰模型建立,获得网络干扰下的功率数据;引入传输功率节点选取算法,对干扰下的网络节点进行最优选取;将获取控制量写入控制策略,完成对多径干扰下船舶无线通信传输功率的精准控制研究。通过对比实验对提出设计进行稳定性的数据验证,证明在多径干扰下船舶无线通信传输功率的控制满足设计要求。     

面向海洋传感器供能的船载能量网络参数配置技术

[目的]由于海面传感器的耗能点分散、负荷波动幅度较大且节能降耗的需求迫切,为了优化能量供给模式,提出面向海面传感器的船载能量网络(SEN)。[方法]首先,基于车载能量网络、动态无线充电技术及电动船舶技术,分析SEN模型的可行性;然后,基于海面传感器的特点,建立SEN模型,提出能量传输最大化和能量损失最小化这2个问题,并定义问题模型和约束函数;最后,通过开源模型MaritimeSim选取基础实验数据集。[结果]实验结果表明,通过合理设置参数,SEN能够将海上可再生能量传输至海面传感器节点,从而补充电力网络并增强其电能传输能力。[结论]研究成果可为优化海面传感器的能量供给提供新的设计方法。     

分层异构海洋传感器网络多节点数据安全检测方法

传统海洋传感器网络节点数据检测方法,对分层异构网络下的海洋传感器存在多节点数据安全检出率低的问题。为此,提出随分层异构海洋传感器网络多节点数据安全检测方法。首先,计算分层异构网络传感器链路层中的传输信噪比,确定传感器交互安全;通过特征模糊算法对传感器中的多节点进行节点安全检测;最后,通过神经网络算法对多节点下的数据安全进行检测计算。通过对比试验的方式,来证明设计方法的检出率高于传统方法,满足设计要求。     

舰船航行信息传送的无线传感器网络能耗优化

由于无线传感器网络能源电力完全消耗后导致该节点失去效用,提出一种舰船航行信息传送的无线传感器网络能耗优化策略。建立舰船航行信息传送过程中产生的能耗模型,结合节点休眠策略和簇头选择策略,构建无线传感器节点综合节能策略,通过合理选择休眠节点,延长无线传感器使用寿命。通过实验结果证明,所研究策略的节点剩余能耗、节点存活数量更多,具有节能、延长传感器使用寿命的效果。     

一种改进的DV-Hop算法

基于无线传感器网络中的典型range-free定位算法DV-Hop的特点,提出了一种改进策略,主要原理是用多个锚节点的平均每跳距离的平均值来代替原算法中的平均每跳距离,仿真结果表明,该算法在不需要增加节点的硬件开销的基础上提高了定位精度,是无线传感器网络中节点定位的一种实用方案.     

船舶无线传感器网络节点失效算法和容错控制

无线传感器网络以其自身所具备的诸多特点,在船舶中得到广泛应用。由于无线传感器网络中的节点数量比较多,如果某个节点失效,则会对整个网络的运行稳定性造成影响。导致节点失效的主要原因有能量耗尽和外界环境,在容错控制中需要将这2个原因作为考虑对象。基于此,本文从船舶无线传感器网络中的节点失效算法分析入手,论述船舶无线传感器网络节点失效的容错控制。