基于K-means聚类和蚁群算法在WSN粮情测控中的研究

结合无线粮情测控中粮仓环境数据采集,以及WSN(无线传感器网络)供电能量有限等特点,提出一种基于LEACH协议、K-means聚类和蚁群算法的WSN改进路由算法。首先在预处理阶段利用K-means聚类算法将散布的节点分成多个簇,通过聚类减少数据发送量。其次,利用蚁群算法支持多路径的特点,在数据传输阶段形成簇首间多跳路由机制。仿真结果表明:所用算法能够有效减少数据传输时的能量消耗,延长节点的网络生命周期。     

基于动态分区的WSN集中式分簇方法

无线传感器节点携带的能源是有限的,制约了网络的工作寿命。为了提高节点的能量利用效率,提出一种进行区域动态划分的分簇方法。通过Sink节点以区域中心为原点划分角幅度相等的子区域,并对分区进行动态控制,然后将每个子区域作为一个簇,从中选择簇头节点负责将簇内的数据传输至Sink节点,从而降低了网络节点能耗。仿真结果表明,通过与LEACH、LEACH-C分簇算法进行对比,该分簇方法提高了节点的能量利用效率,延长了网络的工作时间。     

粮仓温湿度监测系统中无线传感器网络路由优化的研究

民以食为天,粮食的存储质量关系着国民经济的发展。在粮仓监控系统中考虑到节点能量供应有限,而路由环节决定了节点的通信路径,继而影响着通信的能耗,是无线传感器网络中节能的关键环节。针对这一特征,提出了基于K-means和粒子群对低功耗自适应分层路由协议改善的算法。在预处理阶段,采用K-means并结合最大距离法选出初始簇中心进行聚类;在数据传输阶段,对粒子群算法的适应度函数改进应用于簇头的选取,簇头收集并融合簇内节点的数据信息,最终采取单跳和多跳的方法将信息传给sink节点。仿真效果表明,新的协议能够明显降低数据传输时的能量消耗,延长了整个网络的生命周期。     

一种基于ARMA预测的非均衡分簇路由算法

针对无线传感器网络(WSN)基于多跳的分簇路由协议中存在的"热区"问题及簇头节点的更换机制,提出一种基于ARMA预测模型的非均衡分簇路由算法.该算法综合了集中式和分布式分簇的优点,使簇头分布更加均匀并降低了簇重构的开销;将ARMA预测模型引入主簇头节点的更替过程中,避免了主簇头因为能量完全消耗而死亡.仿真结果表明,该算法均衡了网络能量消耗、显著地延长了网络生命周期,具有较强的鲁棒性.     

无线传感技术在粮食仓储环境监测中的应用

目的：解决无线传感器网络路由算法计算效率低、节能效果差等问题,建立一种新的无线传感器网络路由协议。方法：在粮食仓储环境监测系统的体系结构基础上,提出一种基于节点剩余能量分簇的节点调度方法用于粮食仓储环境监测的无线传感器网络;簇内活动节点数量从网络覆盖率和监控精度两个方面进行计算,根据节点的能量和分布对工作节点进行确定,并验证该节能策略的性能以及优越性。结果：与传统无线网络的路由协议相比,该协议的能耗显著降低,网络中各节点的能耗相对均匀并得到了有效平衡。结论：该方法提高了计算效率和降低了能耗,具有较好的调度效果。     

改进簇头选择策略的无线传感器网络路由协议设计

针对现有分簇算法的不足,文章提出基于节点剩余能量和节点与基站距离优化簇头选择的分簇路由协议LEACH-MCE。仿真结果表明,与经典的LEACH算法相比,该算法可有效避免分簇路由协议中易出现的盲节点现象,大大降低网络能量消耗,能有效延长大规模无线传感器网络的生命周期。     

基于异常数据驱动数据融合方法

文章通过数据管理的基本思想,提出了一种基于异常数据管理的簇数据组合方法。在节点数据收集期间,仅异常数据发送到每个簇节点的标头,这减少了发送到监视网络的数据量。在合并簇头数据的过程中,将安装传感器之间的相互支持矩阵,将删除具有较低支持值的监视数据,并将为具有较高支持值的监视数据赋予最佳权重以确保结果的准确性和可靠性。     

基于无线传感器网络的LEACH算法的改进

针对LEACH协议中簇内成员分布不均和簇头节点与基站距离通信长的缺点,对LEACH协议进行改进.在LEACH协议中簇的建立与数据传输阶段中引入簇的优化,利用分割、重组的方法对不合理的簇进行优化使簇负载均匀;提出簇内单跳、簇间多跳的路由方式,簇头根据其邻居簇头节点的位置与能量来选择下一跳节点.利用OPNET对LEACH及改进后的协议作仿真分析,结果证明改进后算法在计算节点能耗和网络生存寿命方面的有效性.     

无线传感器网络路由协议研究

在分析无线传感器网络(WSN)特点的基础上,把WSN路由协议分为数据为中心路由、层次路由、地理位置路由和基于QoS的路由4类路由协议进行机制研究,指出WSN路由协议未来的研究热点有:数据为中心路由协议中,如何提供高效的标准命名机制以适应复杂查询;层次路由协议中,如何选举簇头、分簇、数据融合从而使能量更高效;地理位置路由协议中,如何智能地利用地理位置信息来辅助能量有效路由等.     

一种基于非均匀分簇的WSN路由协议

基于对LEACH,EEUC分簇协议的研究,提出一种基于非均匀分簇的传感器网络低能耗路由协议EERPUC.EERPUC协议选择簇首时综合考虑节点剩余能量和节点相对位置,使剩余能量大的节点成为簇首的可能性大,并使选出的簇首更接近于簇的质心位置.簇间采用多跳路由传输数据,路由构建时不仅考虑节点发送数据的能耗,而且兼顾了转发节点的接收能耗,在把数据直接发送的距离限制在阈值之内的同时,尽量减少数据中转次数;并且每个簇首节点在稳定传输阶段采用动态路由,避免了中继节点因能耗过大而快速死亡.仿真表明,本文提出的新协议能有效地降低网络能耗,更好地均衡网络节点的能耗,显著地延长网络生命周期.     

能量高效的无线传感器网络分簇路由协议

EADEEG协议仅仅根据剩余能量最大这一条件选择活动节点,不能保障数据信息的完整性,在某些情况下容易丢失节点数据信息.鉴于此,提出了一种能量高效的分簇协议：将各节点按数据信息分类,选取数据信息相同节点中能量较大的节点作为本簇中的活动节点.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.     

面向楼宇自控的传感器网络节点硬件设计研究

无线传感器网络系统与传统的有线传感器网络相比,具有耗资小、安装方便、维护和更新费用低等优势,非常适合用于布线困难的区域、人员不能到达的区域和一些临时场合状况的远程监测。该设计针对楼宇系统特点,采取新一代自动采集数据技术-无线传感器网络技术,提出无线传感器网络节点设计方案。该方案采用STC89C51微处理器和无线射频芯片RF2401设计并实现了无线传感器网络节点。通过无线通信传递给远程汇聚节点并与上位机通信,得以实现温度数据采集监测,提高了监控的安全性与实时性,实现网络远程监控。     

粮堆中无线传感器网络覆盖保持路由算法的改进与性能比较

目前国有粮库均在储粮粮堆中架设了传感器网络用于粮情监测,基于分簇的无线传感器网络是其发展方向。在这种网络中,存在着簇首因转发数据量大而负担过重的问题,其直接后果是簇首因电能耗尽而失效,导致产生监测区域的覆盖盲区。本文提出一种新的覆盖保持路由算法,对于单跳通信,根据重新定义的覆盖冗余度选取簇首;对于多跳通信,则根据父节点中覆盖冗余度较高的簇首作为下一跳的路由。与LEACH-Coverage-U算法相比,仿真结果表明,本方法能够显著降低网络耗能,提高网络覆盖率。     

基于聚类融合的异常检测算法

针对任意形状聚类算法用于异常检测时参数设置困难的问题,提出一种基于聚类融合的异常检测算法:设置不同的半径阈值进行多次聚类,统计每次聚类中标记为异常的簇频率,将频率高的簇作为真正的异常.在UCI数据集上对该算法进行实验,结果表明:本算法可降低直接将小簇作为异常的高误报率,并且能提供给用户更为友好的操作.     

基于退火遗传算法的无线传感器网络路由优化研究

针对无线传感器中节点能量有限且网络拓扑结构不稳定的问题,提出了一种基于退火遗传算法寻求无线传感器网络最优路径的方法.该方法采用变长路径编码方式,综合考虑节点间通信消耗、通信距离和路径最短等因素,同时选择相应的退火遗传操作算子,通过优化选取种群、计算适应度函数、合理交叉、有效变异和降温退火操作,达到无线传感器网络最优路径的目标.仿真结果表明,基于退火遗传算法的无线传感器网络路由协议能够有效减少节点能耗,延长网络生存周期.     

基于无线传感器网络的温室监测系统设计

运用传感器技术、计算机技术和通信技术，设计了用于温室环境参数检测的无线传感器网络监测系统．该系统以PIC单片机为无线传感器节点核心，配以高性能的传感器、检测电路以及数据传输的可靠性设计，实现了传感器节点与PC机的无线通信．实际运行情况表明：该系统实用性好，可靠性高，具有良好的应用前景．     

基于ZigBee和Android的环境监控APP的设计与实现

文章设计了一种以CC2530为核心控制芯片的ZigBee无线传感器网络环境监控系统,由协调器节点、路由器节点和终端传感器节点三部分构成。协调器节点建立并维护ZigBee网络,无线终端传感器节点采集环境信息,通过ZigBee网络经路由器节点和协调器节点将数据上传到智能手机监控客户端达到实时监测的效果。文章详细阐述了节点的硬件设计方法和软件流程。经实验证明,该系统性能稳定、扩展性好、功耗低,可广泛应用于农业大棚等环境监测领域。     

基于Zigbee技术的棉花加工厂无线传感器网络构建

棉花加工厂传统传感器的数据传输方式需要大量布线且系统的可扩展性很差.设计了基于Zigbee技术的棉花加工厂无线传感器网络,有效地满足了智能化棉花加工的技术需求,具有很强的实用性.本无线传感器网络采用了孔状网络结构,路由节点和中心节点采用全功能设备,由外接电源持续供电,终端节点采用精简功能设备,既可采用电池供电也可采用外...     

基于ZigBee的农田风速采集节点的设计

随着精准农业的快速发展,无线传感器网络技术在农业环境监测领域中的应用越来越广泛。依据无线传感器网络的体系结构和特点,基于ZigBee技术,设计了一种用于采集农作物微环境信息中风速的无线传感器网络节点,能够有效的对环境因子风速进行实时、准确的采集和传输。实验证明,节点运行良好,数据传输稳定可靠,达到了设计要求。     

一种基于WiFi的无线传感器网络节点设计

设计了一种基于WiFi技术的无线传感器网络节点。该系统的控制单元采用以FPGA为载体的SOPC系统,存储模块使用NAND FLASH存储芯片,并且数据存储采用DMA技术对NAND FLASH进行流水线操作,以提高存储速度。无线传输模块使用高速的WiFi技术。测试结果表明,无线传感器网络节点可以准确的将采集到的数据通过WiFi传输出去。该系统可以应用于科研和智能家居等领域。