面向特定区域的WSN组播路由协议

针对无线传感器网络(WSN)中节点分布不均和能量消耗较大的问题,提出一种面向特定区域的WSN组播路由协议.采用组头轮换机制,使能量储备较多和位置最优的节点担任组播节点承担转发任务,能量储备较少的节点负责数据采集任务.利用多转发组的模式建立稳定路由,提高网络健壮性,降低数据延迟.仿真结果表明,该协议可使整个区域内节点能量...     

无线传感器网络LEACH协议的探讨及改进

本文探讨了无线传感器网络(WSN)的一种路由协议LEACH及可行的改进.因为考虑了网络负载平衡,多跳,节点剩余能量等因素,该改进方案可延长WSN网络生存时间,增加LEACH协议的适用范围.     

无线传感器网络用户认证协议研究进展

无线传感器网络(WSN,wireless sensor network)用户认证技术是传感器网络验证用户的合法性以避免网络数据信息泄露的有效手段之一,同时,用户也需验证传感器网络的合法性,避免获得错误或虚假数据信息。由于WSN节点能量、通信和计算能力等资源受限,且通常部署在敌对或无人值守的区域,因此传统用户认证协议并不完全适用于WSN。从WSN认证协议的安全攻击入手,给出其安全需求及理论基础,归纳总结了设计流程,针对其安全性分析,描述了安全攻击模型,并综述了形式化分析验证工具AVISPA体系结构和HLPSL语言构成。评述了当前的各种WSN用户认证协议,建议了未来研究方向,这些研究工作将有助于WSN用户认证协议的设计、分析与优化。     

能量均衡的无线传感器网络节点非均匀分布路由协议

针对现有无线传感器网络(WSN)分簇路由协议因节点分布不均匀而造成能量不均衡、“热区”能量空洞问题,提出一种能量均衡的节点非均匀分布路由协议。该协议以节点“度”、 节点到Sink节点的距离及节点平均剩余能量与节点本身剩余能量的比值作为竞选主(副)簇头的参数,并且各簇之间通过路由树与Sink节点通信。仿真结果表明,本协议可降减少于“热区”内或节点密度高的簇的簇头轮换次数,推迟出现第一个死亡节点的时间,使网络负载更加均衡,延长了网络的生命周期。     

改进的基于网络寿命的RPL路由协议

为提高无线传感器网络(WSN)的寿命,提出一个能量平衡路由协议的设计方案,该协议不再侧重于最小化所有节点的平均能量消耗,重点识别能量瓶颈节点,最大限度降低其能量消耗以达到网络寿命的最大化。定义一个估计的预期寿命(ELT),用该值度量这些瓶颈节点寿命,通过剩余能量和链路可靠性等约束条件,估计瓶颈节点的平均能耗,选择最优的路径,均衡能量消耗。实验结果表明,与预期发送次数(ETX)和剩余能量两种协议相比,该协议能够有效延长网络的寿命。     

基于剩余能量和距离信息的异构网络分簇协议

针对无线传感网络WSN(Wireless Sensor Network)的网络寿命问题,提出了面向异构网络环境下的基于剩余能量和距离分簇REDC(Residual Energy and Distance Clustering)协议。REDC协议考虑了普通节点、中级节点以及高级节点,具有较高的初始能量节点称为中级节点和高级节点,余下的称为普通节点。在簇头CH(Cluster head)选举中,考虑节点的剩余能量和离基站距离信息,使得具有较高的剩余能量节点、离基站距离较近的节点有更多的机会被选为簇头CH,进而避免了剩余能量较小的节点成头簇头CH而产生节点过早失效缩短网络寿命的问题,平衡了网络内的能量消耗。仿真结果表明,与LEACH、DDEEC和SEP协议相比,提出的REDC协议具有较长的网络寿命和良好的数据传输能力。     

能量感知的无线传感器网络路由协议

在无线传感器网络(WSN)中,如何实现数据转发的高效节能是WSN路由协议的核心问题。在LEPS路由协议基础上,引入能量感知机制,结合扩散延时方法提出EALB路由协议。通过仿真实验验证了EALB能有效减少冗余数据的发送,达到节能和节点间负载均衡、延长网络寿命的目的。     

高能量节点驱动的按需距离矢量路由协议

无线自组织网络中的按需距离矢量路由协议(AODV)没有考虑到能量消耗的均衡性和网络生命期的问题。针对AODV的这一缺点,提出了一种高能量节点驱动的AODV协议(HN-AODV)。此协议将高能量节点驱动的策略应用于按需路由发现过程,尽量选择能量较高的节点来承担转发任务,以此来平衡网络能耗。仿真结果显示,HN-AODV在基本不降低数据传输性能的前提下,显著提高了网络生命周期。这种高能量节点驱动的方案同样可以运用在其它类似的反应式路由协议中。     

基于LEACH的WSN簇头优化策略

针对无线传感器网络(WSN)能量和节点分布不均匀的问题,提出一种基于低功效自适应集簇分层(LEACH)协议的WSN簇头优化策略。在二次簇头选择机制下,对保护性能最差的节点进行优化,从大于簇内平均能量的节点中,寻找距离簇内性能最差的节点,将与其最近的节点选为簇头,由此形成簇头间多跳最优通信方式。实验结果表明,该策略能减少节点能量消耗,延长网络生命周期。     

基于节点密度与TDMA的无线传感器网络集簇协议

无线传感器网络（WSN）具有节点成本低、易于布置等优点,已广泛应用于国防军事、医疗健康、环境监测等领域。针对WSN中存在的节点能量有限,簇间干扰严重的问题,结合大多应用中WSN具有节点密度分布不均匀的特性,提出一种基于节点密度与时分多址（TDMA）的WSN自适应集簇分层（DT-LEACH）协议。DT-LEACH协议通过在簇首选举阶段考虑节点剩余能量,保证簇首的均匀分布,延长了网络生存周期;其次,DT-LEACH协议引入TDMA时隙分配阶段,根据节点密度选择节点进入休眠模式,有效地避免了簇间干扰,降低了数据冗余性,减少了网络能耗。仿真实现表明,DT-LEACH协议能有效避免簇间干扰,延长WSN网络生存周期。     

能量负载均衡的无线传感网分组成簇协议

针对无线传感网（WSN）中分簇路由协议在簇首分布及节点能耗不均问题,提出了一种节点能量负载均衡的分组成簇算法。根据节点能量分组,并随着节点能量的减少动态调整分组个数,组内根据能量重心进行簇首选举,利用簇首轮转和簇间多跳路由进一步均衡节点能耗。仿真结果表明,该算法有效实现了负载均衡,并显著延长了网络的稳定期。     

Energy-efficient multipath routing in wireless sensor network considering wireless interference

Due to the energy and resource constraints of a wireless sensor node in a wireless sensor network (WSN), design of energy-efficient multipath routing protocols is a crucial concern for WSN applications. To provide high-quality monitoring information, many WSN applications require high-rate data transmission. Multipath routing protocols are often used to increase the network transmission rate and throughput. Although large-scale WSN can be supported by high bandwidth backbone network, the WSN remains the bottleneck due to resource constraints of wireless sensors and the effects of wireless interference. In this paper, we propose a multipath energy-efficient routing protocol for WSN that considers wireless interference. In the proposed routing protocol, nodes in the interference zone of the discovered path are marked and not allowed to take part in the subsequent routing process. In this way, the quality of wireless communication is improved because the effects of wireless interference can be reduced as much as possible. The network load is distributed on multiple paths instead of concentrating on only one path, and node energy cost is more balanced for the entire wireless network. The routing protocol is simulated in NS2 software. Simulation result shows that the proposed routing protocol achieves lower energy cost and longer network lifetime than that in the literature.     

基站选择Sink的无线传感器网络路由协议

节点的能量标志着无线传感器网络(WSN)的生命周期,但是当前一些路由协议不能够很好地平衡、延长网络的生命周期.基于此,提出了一种基站选择Sink的无线传感器网络的路由协议.该协议利用环和边构成扇形区域,基站选择几个能量较大的节点作为扇环内的Sink,这些Sink采用TDMA的原理轮流成为当前的Sink,从而平衡整个网络的能量开销.仿真结果表明,该基站选择Sink的路由协议要比CWR协议更能节约能量、延长网络的生命周期.     

能量高效的无线传感器网络路由协议

针对目前无线传感器网络分簇路由协议存在的节点能耗不均衡的问题,提出一种基于分簇思想的能量高效的多跳路由协议(EEMR)。该协议首先基于节点临近度将网络划分成簇,采用簇首自适应轮转模式优化簇内节点通信的能量消耗,以高剩余能量短路径向心角的适应度路由算法均衡簇间通信负载和能量消耗,有效避免多跳路由中出现的能量消耗不均衡问题。仿真结果表明,EEMR协议能有效均衡网络内节点的能量消耗,显著延长无线传感器网络的生命期并提高网络能量利用率。     

多约束条件下能耗均衡的WSN路由算法的研究

无线传感器网络WSN节点自身的特点决定了能量的消耗成为评价网络路由协议优劣的重要指标。但如果仅仅从总能量消耗最少的目标来设计路由,可能会使得部分节点被过度地使用而过早死亡,从而影响整个网络的寿命。同时还可能由于一些可扩展性较差的节点被频繁地使用而造成整个网络路由的可扩展性较差。由此可见,WSN路由的设计需要考虑多个约束条件,如总能量的消耗、能量消耗的均衡性和路径的可扩展性。提出一种基于遗传算法的WSN路由算法,综合考虑约束条件,结合约束条件设计适应度函数,利用遗传算法求得最优解。仿真结果证实该算法的有效性。     

能量高效的无线传感器网络分簇路由协议

无线传感器网络的路由协议设计要同时关注单个节点的能耗及整个网络能量的均匀消耗。在分析现有分簇路由协议的基础上,提出一种能量高效的分簇路由协议,通过结合节点能量选举簇头,采用限制簇规模的优化簇形成算法和改进的多跳簇间转发方式,节约节点能量,平衡簇间负载。仿真结果表明,该协议能有效降低网络能量消耗,延长网络生存周期。     

一种WSN分簇路由协议研究和实现

近年来,我国兴建了众多基础设施,基础设施的健康监测直接关系着人们的生命和财产安全,也关系着基础设施的正常运行,因此研究面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议至关重要.目前已经有多个成熟平面路由协议和分层路由协议,但它们都存在传感器节点能量有限、结构简单等缺陷.为了延长网络寿命、提高信息传榆的可靠性,就需要对现有的路由协议做一些改进,以适应大规模的无线传感器网络.首先分析了设计无线传感器网络路由协议时面临的挑战,分类总结了典型的无线传感器网络路由协议及其优缺点;然后在详细分析LEACH协议的基础上,对LEACH协议在簇头节点选择和簇间路由方面进行改进,提出了面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议.将分簇优化算法和簇间多跳路由算法相结合,组成面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议.实验仿真表明,该路由协议有效地均衡了网络的能耗,推迟了多数节点的死亡,延长了网络的有效寿命.     

无线传感器网络多径路由算法

路由协议是无线传感器网络研究的热点,针对传感器节点能量有限的特点,为了均衡网络负载、延长网络生存期,该文提出一种基于能量－跳数权重值的多径路由算法(EHM),其核心思想是各节点维护到其邻居节点的多条路径,并根据邻居节点的跳数和剩余能量信息进行路由选择。利用OPNET仿真工具对算法进行仿真,结果表明EHM算法可以有效地均衡网络节点的能量消耗,在节点剩余能量上有50%左右的性能提升。     

硬件平台上的HEED实现及其性能分析

为研究无线传感器网络中的分簇算法性能,在基于TinyOS操作系统的硬件平台上实现混合能量高效分布式分簇(HEED)算法。针对分簇后形成的树状网络拓扑给出相应路由协议和MAC协议。实验结果表明,当网络节点分布均匀时,HEED算法能形成较好的网络拓扑,当网络节点分布不均匀时,性能明显下降,给出的路由协议和MAC协议能保证节点达到较低的能量占空比,从而延长网络生存周期。