基于功率控制的水下声学传感器网络部署

目前对在传感器网络部署优化的研究中,主要集中在二维传感器部署优化的研究上,对水下三维传感器网络的部署研究特别是以优化网络资源、延长网络寿命为目的水下传感器网络非均匀部署的研究较少。改进了现有传感器探测模型,建立探测功率与传感半径的关系,结合体心立方格覆盖方案,建立了水下传感器网络非均匀部署模型,仿真实验表明,非均匀部署模型有效地控制了节点部署密度,平衡了网络能量,相对于均匀部署模型显著提高了网络寿命。     

水下传感器网络部署优化研究

水下传感器网络具有广阔的应用前景,但也存在能量有限、延迟较长、部署区域不连通和通信能耗大等问题,理论和实践证明传感器节点的优化部署是解决已上问题的有效方法。为此综合考虑水下传感器网络的工作环境及传感器特性,建立了提高网络可靠性的网络部署模型,给出了网络部署的成本函数及约束条件,并使用遗传算法对传感器节点和中转节点的部署成本及网络生命周期内的能量消耗进行优化。通过仿真实验表明,该模型收敛速度快,部署节点结果合理,达到了较好的优化网络的目的。     

基于网格划分的无线传感器网络多重覆盖算法

为了延长无线传感器网络的工作周期,在满足网络覆盖性能的前提下,可利用调度算法让一部分节点进入休眠以节省能量。提出了一种基于网格划分的无线传感器网络多重覆盖算法,新算法包括冗余节点判断和节点调度两部分。将节点覆盖区域划分为多个网格,通过判断各个网格是否满足覆盖要求,进而判断节点是否冗余。新算法给出了边界冗余节点判据,在调度过程中能够克服边界效应的影响,同时通过冗余节点能量比较,避免了休眠冲突和覆盖盲区的产生。仿真结果表明,与传统的CPNSS算法相比,新算法对冗余节点的判断更为准确,在网络工作集和平均覆盖度两项性能评价指标上均优于传统调度算法,且对网络节点数量增加造成的影响不敏感,能够有效地减少网络冗余,起到了提升网络性能的效果。     

固定节点3D网格部署的水下传感器网络分簇路由算法

水下传感器网络是应用于水下通信的重要传感器网络技术。提出了基于固定节点3D网格部署的水下无线传感器网络分簇算法,设计了3D网格的编址和分簇方法,实现了基于地址分配的节点定位,构建了算法的能耗分析模型。采用MATLAB完成了算法的性能仿真,对比了DS-VBF、IAR和GEDAR 3个算法的平均数据传输延迟和网络生存时间(TTL)。实验结果表明,此算法的平均数据传输延迟较短,可明显提高UWSNS的生存时间。     

基于遗传算法的无线传感器网络路由研究

无线传感器网络路由算法面临着节省能量、延长网络寿命、提高可靠性等方面的挑战。提出了一种基于遗传的无线传感器网络路由算法。对算法中的算子编码、适应度函数设计、编码方式及参数选取进行了细致研究。仿真结果表明,本算法减少了能耗、延长了网络生存时间并提高了网络的可靠性。     

基于混合贝叶斯网络的非协作式敌我识别系统

混合贝叶斯网络就是允许连续节点和离散节点同时存在的贝叶斯网络。将混合贝叶斯网络应用到非协作式敌我识别系统中,建立了敌我识别的混合贝叶斯网络模型,通过混合贝叶斯网络实现多传感器敌我融合识别及识别可信度分析。仿真结果证明了混合贝叶斯网络可以很好地实现非协作式敌我识别系统的功能,并且该方法直观、准确度高,提高了敌我识别的可靠性。     

基于多蚁群的无线传感器网络路由算法

无线传感器网络的快速发展,对于其路由协议有了更高的要求,关键是在节省能耗的情况下提高数据传输效率.提出了一种基于多蚁群无线传感器网络路由算法,采用多种群并行搜索,并在种群中采用基于目标函数值得启发式信息素分配策略和根据目标函数自动调整蚂蚁搜索路径,利用蚁群的分布式特点,通过有限寿命蚂蚁的协作在源节点与目的节点之间的运动获取主路径和备选路径,然后根据节点信息适时更新路由表.仿真结果显示MACRA降低了能耗,延长了网络寿命.     

基于介数中心性重要节点的能量均衡机制

针对无线传感器网络中瓶颈节点和准瓶颈节点对网络影响的特例性问题,将重要节点的概念推广到对节点介数的研究,提出了基于介数中心性重要节点的能量均衡机制。该机制将介数值大于网络平均介数值的节点判定为重要节点,并利用重要节点的邻居节点建立缓冲机制来减少其数据的转发次数,在牺牲较少数据传输延时的情况下节省了介数中心性重要节点的能量消耗。仿真实验表明该机制能够较好地均衡无线传感器网络中的节点能耗,提高了网络生命周期。     

基于Contiki的无线传感器网络平台设计与实现

无线传感器网络由大量节点组成,网络面临的问题很难全部被仿真工具描述,因而由仿真得到的无线传感器网络应当在部署之前进行物理测试.根据无线传感器网络节点的一般架构,设计完成了一批体积小、成本低、功耗低、硬件资源丰富和代码开源的无线传感器节点,组建了一个无线传感器网络实验平台.在平台上移植了Contiki操作系统管理节点的软硬件资源,设计实现了射频芯片、串行接口和温度传感器的驱动程序.采用6LowPAN协议构建自组织网络,验证了平台的节点通信半径和组网效果.试验表明该平台完整支持6LowPAN协议,采集数据的可靠性、网络的健壮性和通信半径等指标,可以满足无线传感器网络节点定位与环境变量检测等应用的需求.     

基于改进自适应聚类的无线传感器目标跟踪算法

针对无线传感器网络目标跟踪中跟踪精度与传感器节能问题进行研究,提出基于预测的簇头自适应聚类算法,该算法采用动态聚类算法,通过考虑传感器节点剩余能量、节点到汇聚的距离和节点到运动目标的距离3个参数,最大限度地减少簇头与基站间的远程通信,节约网络能量,延长网络寿命,降低目标漏失概率,加入预测机制,采用线性预测的方法预测跟踪...     

基于改进QPSO-NN的冗余机械臂逆运动学算法

针对某种冗余机械臂逆运动学求解的问题,提出了一种基于改进量子粒子群神经网络的求解算法。以冗余机械臂末端位姿为输入,经神经网络求得其逆解;针对神经网络输出结果误差较大的问题,把神经网络求初值加入初始化的粒子群中,通过基于Metropolis准则改进量子粒子群算法,避免了量子粒子群算法的早熟现象;以关节坐标经正向运动学求得的末端位姿和期望位姿的误差为适应度函数,对机械臂关节坐标迭代寻优。仿真结果表明该方法结合了神经网络算法的快速性和改进量子粒子群算法的精确性,满足求冗余机械臂逆运动学问题的速度和精度要求。     

无线传感器网络中多传感器动态自适应调度算法

无线传感器网络中,目标跟踪往往通过节点之间的协作完成。在无迹变换卡尔曼滤波基础上,提出一种多传感器动态自适应调度算法进行目标跟踪。该方法根据预测跟踪精度来确定采样间隔,然后基于特定的检测概率,为下一时刻选择一组传感器,形成一个临时工作组,并指定某一个传感器作为中心节点进行数据融合。仿真结果证明了该算法能有效提高跟踪精度和可靠性。     

多阶段任务系统可靠性并联冗余优化模型

多阶段任务系统是一类普遍存在的复杂系统,研究其可靠性冗余优化对于该类系统设计具有重要的参考价值。针对多阶段任务系统的可靠性并联冗余优化问题,提出了采用冗余故障树和冗余BDD来描述系统冗余结构的方法。给出了冗余模块在多阶段任务系统中的可靠度计算方法,建立了整个冗余多阶段任务系统可靠度计算模型。在此基础上以费用最小为目标,构建多阶段任务系统可靠性冗余优化模型,并应用微粒群算法对模型进行求解。算例验证了模型的合理性及算法的有效性。     

Reliability and mean residual life functions of coherent systems in an active redundancy

In this article, the reliability and the mean residual life (MRL) functions of a system with active redundancies at the component and system levels are investigated. In active redundancy at the component level, the original and redundant components are working together and lifetime of the system is determined by the maximum of lifetime of the original components and their spares. In the active redundancy at the system level, the system has a spare, and the original and redundant systems work together. The lifetime of such a system is then the maximum of lifetimes of the system and its spare. The lifetimes of the original component and the spare are assumed to be dependent random variables. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 64: 19–28, 2017     

传感器协同射频隐身仿真系统性能评估

传感器协同射频隐身是未来战机取得空战优势至关重要的一种能力,它不仅与我方传感器的探测能力有关,还与敌方被动传感器的探测能力有关,同时受到具体对抗过程的影响,故对它的科学评估非常有难度。在详细分析了无源传感器截获有源传感器辐射过程的基础上,提出了传感器级、传感器协同级以及全过程系统级隐身对抗性能评价指标体系,并搭建了相应的射频隐身仿真评估系统,详细阐明了其工作原理和评估流程,为射频隐身系统的论证与研制工作提供参考。     

高速SpaceFibre总线节点的系统设计

为了实现SpaceFibre总线节点的高效数据传输,针对网络协议中关键问题和技术提出了一种基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的SpaceFibre总线节点系统设计方案。其中,采用了轮询仲裁算法,解决了多路虚拟通道中流量控制字的申请冲突;设计了基于服务质量机制的高效处理状态机,实现了多路虚拟通道的服务质量调度;提出了一种并行的分区存储架构和重发控制算法,实现了基于错误检测隔离恢复机制的错误恢复;采用了不同的数据并行处理方案,实现了多种数据格式的循环冗余校验和伪随机序列的计算。通过ModelSim仿真平台对节点系统进行功能仿真,并在Virtex-6 FPGA上完成了系统验证。结果表明,该设计实现了SpaceFibre总线节点的功能,串行传输速度可达3.125 Gbit/s,能够满足高速数据传输需求。     

舰载作战系统网络冗余切换时间高精度测量研究及实现

舰载作战系统网络采用高抗毁性的双冗余网络,网络冗余切换时间直接关系到舰艇的作战能力,是衡量舰载作战系统网络的核心指标。为了更准确地测量冗余切换时间,提高测量精度,本文针对典型的舰载双冗余网络结构,利用WindowsXP操作系统,提出一种基于RTX构建的高精度的舰载作战系统网络冗余切换时间测量系统实现,与专业测量仪器的测量结果相比,该测量系统同样能精确测量网络冗余切换时间,并具备部署方便、应用灵活的特点,对于检测、评估舰载网络性能具有重要意义。