一种能量高效无线传感器网络路由协议的设计

在无线传感器网络中提高节点能量问题的研究中,首先对无线传感器网络经典的分簇路由协议LEACH进行分析,针对LEACH中存在的少能量节点,或者偏远节点选为簇头节点,容易导致节点加快死亡、网络能量利用率降低的问题,通过改变簇头选择策略,综合考虑节点剩余能量和地理位置等参数的方法,提出一种新的路由协议,避免选取少能量节点为簇头.经NS2的仿真结果表明,提高了网络能量利用率.能量高效LEACH协议比LEACH原协议延长了28%的网络生存时间,并对延迟了第一节点死亡(FND)时间27%,并使得更多的能量利用于网络开始真正死亡之前,提高了网络能量利用率.     

无线传感器网络低功耗自适应分簇协议

低功耗自适应分簇(LEACH)协议随机循环地选择群首节点将网络能耗平均分配到每个传感器节点中,但并没有考虑每个节点的剩余能量。为了避免能量较少节点因为当选为群首较快消耗能量而过早死亡,提出了一种LEACH-New节能算法,根据能量概率选取剩余能量较多的节点作为群首并确定最佳群首个数,群首收集数据并融合后采用单跳和多跳相结合的方式将数据转发给基站。这样解决了LEACH协议能量较少节点当选为群首和群首负载过重的问题,从而延长网络生存时间。仿真结果表明,改进后算法有效地减少了网络能量消耗,保证了网络负载的平衡。     

一种通过剩余能量过滤进行簇头选举的低能耗无线路由算法

基于LEACH协议提出一种改进的无线传感器网络的自组织路由算法。该算法在原LEACH协议的簇头产生环节做了较大改进,在簇头产生过程中,将当前节点剩余能量与全无线传感器网络节点平均剩余能量进行比较,防止剩余能量小于全网平均剩余能量的节点当选簇头,进一步优化了全网络节点能量消耗的均衡性,有效推迟了节点的死亡时间。通过在簇头选举阶段使用有目的性的筛选取代LEACH的随机选取,实现降低无线传感器网络能耗、延长网络生命周期的目的。通过MATLAB仿真软件进行试验测试,结果表明,改进的算法可以提高无线网络的生命周期,均衡无线网络能量消耗,增加网络吞吐量,有效延迟无线网络节点的死亡时间。     

无线传感器网络数据融合协议比较

传感器网络由电池能量受限的节点组成,必须采用一种能量有效的方法收集节点感知的信息,如果每个节点都采用单跳方式将其感知的数据直接传输给汇聚节点,则与汇聚节点距离较远的节点能量将很快被耗尽。应用于无线传感器网络的LEACH协议提出了通过分簇实现数据融合的方法,簇头在接收到本簇成员的数据后进行融合处理,最终,将融合结果传输到汇聚节点。另一种应用数据融合的PEGASIS协议,是一种接近理想的基于链状的协议,它在LEACH协议的基础上做出了改进。在PEGASIS中,每个节点只与一个位置最近的邻居进行通信,并且,轮流传输数据到汇聚节点,然后,降低每一轮中的能量消耗。模拟结果表明:采用PEGASIS协议有效地延长了网络的生存时间。     

基于LEACH和PEGASIS的节能可靠路由协议研究

由于无线传感器网络节点的能量是有限的,因此设计能量有效的路由协议是非常重要的。LEACH和PEGASIS是无线传感器网络中典型的层次路由协议。文中在两者的基础上提出了一种改进的节能可靠路由协议,在簇形成过程中低能量簇首节点可以通过寻找替代簇首,均衡负载,避免过早死亡;在簇首之间形成一条链路主干路由,进行数据融合以及多跳传输,并针对链路易断的缺点提出一种可靠传输机制。理论分析及仿真结果表明。新提出的路由协议比LEACH更能均衡并减少能量消耗,延长了网络的生命周期。     

无线传感器网络路由协议的研究与改进

无线传感器网络的关键问题之一是减少能量的消耗、提高节点的存活率。针对LEACH协议能量消耗快、网络生存时间短的缺点,提出一种基于LEACH的改进协议(ILEACH)。对ILEACH协议进行仿真实验,仿真结果表明,与LEACH协议相比,ILEACH协议能有效平衡节点间开销,提高能量有效性,降低网络整体能耗,延迟节点的死亡时间,从而明显提高了网络的生存周期。     

改进的LEACH协议在井下通信系统中的应用

无线传感器网络由能量受限的节点组成,通过部署这些节点以便收集特定监测区域内的有用信息.基于层次的LEACH协议通过将节点分簇以实现数据融合.随机选择的簇头节点接收到本簇成员的数据后进行融合处理,将结果传输到汇聚节点.避免每个节点都与远距离的汇聚节点直接通信,从而节约能耗.将无线传感器网络应用于井下通信系统,能够提高通信的安全性.LEACH的分簇结构与矿井内分坑道工作的情况相类似,把每个坑道作为一个簇,将多数传感器节点安置在坑道内的固定位置,少量节点随矿工位置移动,再将这些节点采集的数据传输至簇头节点.本文主要针对井下通信系统的特点对现有的LEACH协议进行改进,优化了簇头节点的选举方法,并允许部分节点采用多跳方式与汇聚节点通信,使其更符合矿井结构的要求,从而节约了能耗,并且有效地延长了网络的生存时间.     

一种能量均衡的无线传感器网络分簇路由协议

由于无线传感器网络节点能量有限,为均衡无线传感器网络节点之间的能量消耗,提高整体网络的生命周期,针对LEACH协议中簇首选举时未考虑节点剩余能量因素、随机分簇等不足,提出了一种改进的LEACH协议.改进的LEACH协议在簇首选举时,以节点的剩余能量作为重要参考依据,优化节点担任簇首的概率.仿真结果表明,与传统的LEACH协议相比,改进的LEACH协议达到了能量消耗均衡的目标,从而延长了网络的生存寿命.     

基于分区和能量距离因子的LEACH改进协议

LEACH协议是无线传感器网络中分布式成簇网络协议中的经典算法。但网络中的簇头能量消耗不平均、节点死亡时间出现的早等问题较为严重,本文提出了改进的基于分区和能量距离因子的LEACH-EDP协议。通过提出距离修正和剩余能量修正因子来修正簇头选举阈值函数,对部署实施区域分区,针对区域进行各种增益参数权重的调整,从而延缓网络中死亡节点的第一次出现,使WSN的存活时间得到一定的延长。仿真实验表明,与传统LEACH协议进行对比,LEACH-EDP协议死亡节点的出现推迟了79.5%,网络死亡时间延迟了57.4%。     

无线传感器网络节点自适应睡眠调度算法NASS的研究与实现

为解决无线传感器网络能量受限问题,提出一种节点自适应的睡眠调度算法NASS(Node Adaptive Sleep Schedule)。当网络中有节点的死亡或者离开时,为了节约能量,其邻居节点应该根据通信节点的数目的减少而自动增加睡眠时间。在LEACH协议的分簇方法基础上,通过调整数据融合窗口来增加簇头节点的睡眠时间,从而达到了节约能量和提高整个网络生存周期的目的。实测结果表明,此算法在网络节点减少的条件下有效的提高了网络生存周期。