高效节能的无线传感器网络路由协议研究

现有的分簇式无线传感器网络路由协议中,簇大小通常是固定的.簇首间采用多跳通信的方式将数据传送至基站的过程中,靠近基站的簇首由于需要转发大量来自其它簇首的数据而负担过重,可能造成节点过早死亡.为了解决这种情况,提出一种非均匀分簇的多跳路由协议,根据与基站的距离建立大小不同的簇,靠近基站的簇规模小于远离基站的簇,靠近基站的簇首可以为数据转发预留能量.同时,在簇首选择机制上基于LEAcH做了一定的改进,通过综合考虑簇内平均能量、节点剩余能量等参数,有效避免了低能量节点被选为簇首.仿真实验结果表明,路由协议能有效地平衡簇首的能量消耗,延长网络的生存时间.     

一种新的基于LEACH的WSN分簇协议

LEACH是针对无线传感器网络设计的低功耗自适应分簇聚类路由算法,与一般的平面多跳路由算法相比,LEACH算法可以将网络生命周期延长15%.但是,靠近汇聚节点的簇头节点由于转发大量数据而导致自身能量消耗过快且节点易失效,从而造成网络分割,形成" 热区"的问题,提出了一种新颖的基于分区能耗均衡的多跳非均匀分簇算法(CEUC) .改进后的算法采用固定分簇的方式;形成的簇是不均匀簇,即靠近Sink节点的簇的半径较大,而远离Sink节点的簇的半径较小;簇首选择的依据是节点的剩余能量.仿真实验结果表明,该路由协议有效地平衡了无线传感器网络的节点能耗,延长了网络的存活时间.     

无线传感器网络能量异构非均匀分簇路由协议

基于分簇的无线传感器网络路由协议,采用多跳路由方式传输数据至基站,容易造成靠近基站的节点转发大量数据而过早失效。另外,分簇协议通常假定网络节点是能量同构的,不能有效解决节点能量异构的问题。因此,从非均匀分簇的角度出发,结合局部竞争簇首机制,提出了一种基于能量异构的分簇协议（EHUC）。仿真结果表明该协议能够有效应用于能量异构的无线传感器网络,并延长网络的生命周期。     

矿井无线传感器网络路由机制研究

针对矿井巷道结构狭长而造成无线传感器网络节点能耗不均的问题,提出了一种新的矿井无线传感器路由机制,即矿井非均匀分簇LBUC-M协议:构造一个新的阈值公式以一定周期选举候选簇首,以非均匀半径确定最终簇首,使得远离汇聚节点的簇数量少、簇内节点多,靠近汇聚节点的簇数量多、簇内节点少,从而减轻靠近汇聚节点的簇首节点转发数据的负担,达到负载均衡的目的。仿真结果表明,LBUC-M协议有效减小了节点能耗,延长了网络生命周期。     

一种新的基于LEACH的WSN分簇协议

LEACH是针对无线传感器网络设计的低功耗自适应分簇聚类路由算法,与一般的平面多跳路由算法相比,LEACH算法可以将网络生命周期延长15%。但是,靠近汇聚节点的簇头节点由于转发大量数据而导致自身能量消耗过快且节点易失效,从而造成网络分割,形成＂热区＂的问题,提出了一种新颖的基于分区能耗均衡的多跳非均匀分簇算法（CEUC）。改进后的算法采用固定分簇的方式;形成的簇是不均匀簇,即靠近Sink节点的簇的半径较大,而远离Sink节点的簇的半径较小;簇首选择的依据是节点的剩余能量。仿真实验结果表明,该路由协议有效地平衡了无线传感器网络的节点能耗,延长了网络的存活时间。     

一种改进的WSN非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络中的“热区”问题,提出了一种新的低能耗的非均匀分簇路由协议——LEUC.该协议中,采用分布武与集中式相结合的方式依据节点的剩余能量与相对圆环中心线的位置选择簇首,成簇时综合考虑簇首能量与信号强度,簇内根据簇的大小采用单跳或者多跳传输数据,簇间构建多跳动态路由.仿真结果表明:LEUC协议可以较好地解决“...     

基于能量优先分簇算法的WSN分层路由协议

考虑到无线传感器网络中节点能量受限问题,提出了一种新的负载均衡的基于能量优先分簇算法的WSN分层路由协议(LRP-EPCA).综合考虑能量因素,对LEACH协议的簇首选取机制进行改进,采用了非均匀分簇的思想来平衡簇首的能量消耗;分别以簇首和基站作为树根,生成簇内和簇间的路由树,在簇内,用分层次多跳和单跳相结合的方式将数据传输到簇首.簇首再通过多跳把数据发送到基站.仿真实验表明,LRP-EPCA协议与ECMR和PEGASIS相比,网络寿命(半数节点死亡)分别提高了200%和120%.     

基于优化簇半径的WSNs非均匀分簇路由

为了有效解决无线传感器网络分簇路由协议中,靠近SINK节点的簇头因特发大量数据而过早耗尽能量,提出了一种优化簇半径的非均匀分簇路由协议(UCOR),其核心思想是通过优化簇半径对无线传感器网络进行合理分簇,使靠近SINK节点的簇规模小于远离SINK节点的簇.仿真实验结果表明,与EEUC和LEACH等路由协议相比UCOR路由协议有效地均衡了节点能量消耗,显著地延长了网络生命周期.     

一种基于层次的无线传感器网络非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络中由于多跳通信方式导致的"热区"问题,本文提出一种基于层次的非均匀分簇路由协议。本协议先根据节点到达汇聚节点的距离对网络划分层次,然后在每个层次中通过基于权值的竞选方式产生簇头,在权值的选择上综合考虑了节点剩余能量和位置,最后构建多跳传输路由负责簇内和簇间的数据转发。仿真实验表明,本协议能有效地均衡网络负载和延长网络生命周期。     

一种分布式能量高效的WSNs非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络(WSNs)多跳通信方式中存在的"热区"问题,提出了一种分布式的、能量高效的非均匀分簇(DEEUC)路由协议。该协议将节点的剩余能量作为簇首选择的一个重要指标,候选簇首由上轮簇首根据簇内成员节点的剩余能量指定,候选簇首能否最终成簇首也是其能量竞争的结果。在DEEUC协议中,簇首以多跳的方式与基站进行通信并选择正向单位能耗最小的邻居簇首作为路由节点以节约能耗。仿真实验表明:DEEUC能较好地提高网络能效,延长网络生存时间。     

深井无线传感器网络非均匀分簇路由协议

针对深井巷道狭长的地理特点,提出了一种无线传感器网络非均匀分簇的路由协议(UCRP).将狭长WSNs看作是线型网络,并对网络进行合理规划,距离Sink节点较近区域的竞选半径较小,可减少转发数据的能耗,并构造一个新的权值公式来选举候选簇首,候选簇首以一定的竞争半径来竞选成为最终簇首,采用单跳与多跳结合完成簇内和簇间的数据转发.仿真实验表明,UCRP协议能有效解决线型网络中由于负载能耗不均导致的"热区"问题,延长了整个网络的生存周期.     

Arranging cluster sizes and transmission ranges for wireless sensor networks

Hierarchical routing is an efficient way to lower energy consumption within a cluster. Due to the characteristics of wireless channels, multi-hop communications between a data source and a data sink are usually more energy efficient than direct transmission. However, because the cluster heads (CHs) closer to the data sink are burdened with heavy relay traffic, they drain much faster than other CHs.This paper presents a cluster-based routing protocol called “arranging cluster sizes and transmission ranges for wireless sensor networks (ACT).” The aim is to reduce the size of clusters near the base station (BS), as CHs closer to the BS need to relay more data. The proposed method allows every CH to consume approximately the same amount of energy so that the CHs near the BS do not exhaust their power so quickly. Furthermore, we separate the network topology into multiple hierarchical levels to prolong network lifetime. Simulation results show that our clustering mechanism effectively improves the network lifetime over LEACH (Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy), BCDCP (Base Station Controlled Dynamic Clustering Protocol) and MR-LEACH (multi-hop routing with low energy adaptive clustering hierarchy).     

基于改进ACO的WSN感知数据传输策略研究

无线传感器网络(WSN)能够利用传感器节点快速准确地获取物理世界的信息从而作为物联网的感知层在监控领域得到了广泛的应用,而能量利用率是能量受限无线传感器网络的一个关键属性,直接影响网络的生命周期.经典的分层路由LEACH(及其变种)算法是无线传感器网络中最常见的节能路由协议.该文提出了一种改进的LEACH算法,由sin...     

基于分簇机制的移动无线传感器网络数据采集协议*

为了均衡无线传感器网络的能量消耗,提出了一种基于分簇机制的移动无线传感器网络数据采集协议。该协议中,整个网络使用网格均匀分簇,节点根据加权能量—邻居规则选出分布在簇中间区域的簇头,簇头负责收集簇内兴趣事件并进行数据融合,移动sink依次运动到簇的中心点位置收集簇内兴趣事件。仿真结果表明,该协议有效地均衡了网络的能量消耗,延长了网络的生存时间。     

改进的无线传感器网络LAC分簇路由协议

无线传感器网络的路由协议是无线传感器网络研究的关键技术,在延长网络寿命,减少节点能耗方面有着重要的作用。提出一种基于LAC的改进分簇路由协议。该协议中,对LAC的簇头选择机制进行了改进,考虑了节点的能量和连通性。同时,对于LAC中的处于同一区域的节点,根据节点的分布形成不同大小的簇,使得簇头的负载更均匀,从而延长网络的生存时间。仿真结果显示：本协议能更好地延长网络的寿命。     

基于控制的低能耗多跳分簇路由协议

针对无线传感器网络(WSN)的多跳分簇协议中,Sink节点附近的簇头能量消耗过快,簇头分布不够均匀,多跳链路不够高效等关键问题,提出了基于控制的低能耗多跳分簇路由协议。通过控制成簇数量与大小、多跳链路能耗、轮数与每一轮中的数据传输量来解决以上问题。仿真结果表明：所提协议与低功耗自适应分簇(LEACH)协议和基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议(EEUC)相比,网络稳定期分别延长了138%和13%,网络生命期分别延长了13%和8%,因此能够有效地降低网络能耗,均衡网络负载,延长网络生存时间。     

具有移动sink 的无线传感器网络能量均衡分簇路由协议

提出了一种具有移动sink的无线传感器网络能量均衡分簇路由协议.将整个网络划分为若干个网格,每个网格采用簇头评判模型选出簇头,簇头负责收集簇内兴趣事件,进行数据融合后转发给移动sink.当sink在同一个网格内移动时,只需要将新位置通知当前网格的簇头;当sink移动到新的网格时,先将位置报告给新网格的簇头,然后由该簇头将位置信息分发给其他簇头.该协议能够有效地均衡节点的能量消耗,延长网络的生存时间.     

改进的无线传感器网络非均匀分簇路由算法

针对无线传感器网络中不均匀分簇引起能量空洞的问题,提出了改进的无线传感器网络非均匀分簇路由算法。该算法先根据节点剩余能量、节点到基站的距离、节点“度”和节点到簇头的距离等因素选举簇头;没有成为簇头的节点选择加入到距离最近的簇头所在的簇中,从而将整个网络划分为大小不等的簇;然后簇头再根据簇头剩余能量、簇头到基站的距离构造基于最小生成树的最优传输路径;通过簇内节点单跳、树内簇头多跳通信的方式将数据最终传输到基站。仿真结果表明,该路由算法能有效节约能量和均衡节点能耗,从而延长网络的生命周期。     

基于簇的无线传感器网络交会路由协议

针对现有无线传感器网络(WSN)协议中更多消耗sink附近节点能量导致网络寿命短的问题,本文提出一种基于簇的无线传感器网络交会路由协议(Cluster-based Rendezvous Routing Protocol, CRRP)。该协议是基于交会的路由协议,其中在网络的中间构建交会区域,该交会区域划分整个网络区域并在传感器节点之间分配网络负载,这延长了网络寿命。此交会区域内的节点分为不同的簇,每个簇的簇头(CH)负责不同簇之间的通信,sink在此交会区域内发送其更新的位置信息,并且当传感器节点想要发送数据时,会从该交会区域检索sink的当前位置信息并直接将数据发送到sink。仿真实验结果表明,在能耗与网络寿命性能方面,本文CRRP协议优于Rendezvous协议、LBDD协议、Railroad协议和Ring协议。