基于LEACH协议的改进路由算法

路由算法是无线传感器网络核心技术之一.算法设计的主要目标是减小网络中各个传感器节点的能量消耗,以提高各节点以及整个网络的运行寿命.在低功耗自适应集簇分层协议(LEACH)算法的基础上,结合链状路由算法,改进了数据传输方式和数据融合过程,提出了一种新路由算法,有效延长了网络生存时间,适用于较大规模的网络.     

无线传感器路由算法中的仿真研究

在研究无线传感器优化的问题中,传感器的簇首节点选择的合理性直接决定传感器网络寿命的长短.由于传统的算法在确定簇首过程中忽略了邻居节点的状态信息,导致簇内节点过早的出现盲节点,从而降低网络的生存时间.针对传统LEACH 算法能量消耗快、网络生存时间短的缺点,提出了一种改进的 LEACH 算法(ILEACH).在分簇阶段簇首选择时充分考虑节点剩余能量和地理位置因素;在稳定传输阶段,采用改进的簇首间多跳路由机制,并在转发过程中再次进行数据融合.对 ILEACH 算法进行仿真实验,仿真结果表明,与经典分簇路由算法 LEACH 相比,ILEACH 算法有效平衡节点间开销,提高能量有效性,降低了网络整体能耗,有效地延长了网络的寿命.     

能量感知的WSN自适应数据融合路由算法*

针对传感器节点以能量有效的方式收集相关性数据问题,提出了一种能量感知的自适应数据融合路由算法EAAF(energy-aware adaptive data fusion routing algorithm for wireless sensor networks)。算法选择路由时,根据数据传输和数据融合能量开销及节能增益,对数据迁移到每个传感器节点是否进行数据融合作自适应选择,从而实现在信息收集过程中提高网络的能效。仿真结果表明,能量感知的自适应数据融合路由算法的能效大幅度优于SPT、MST和SLT算法     

无线传感器网络的信息动态融合路由算法研究

近年来,无线传感器网络的研究飞速发展。文章针对无线传感器网络无中心、多跳路由和自组织等特点,在MAC协议的支持下,对基于信息动态融合可信路由算法做出了研究,实验分析表明与经典路由算法比较,该算法在可信路由算法中的存在周期,路径安全性等方面得到提高。     

物联网中基于决策级的数据融合

物联网环境下传感器节点会采集大量数据，并且不同节点对时效性的要求也不相同，为了使决策级融合能够更好的适应这一特点，论文将从数据融合算法和路由算法两个方面对其进行改进。其中数据融合算法是在模糊算法的基础上进行改进，主要方法是减少除首次融合外的各次融合的数据的数据量。路由算法是在LEACH算法的基础上进行的改进，主要方法是加入了体现数据时效的时效帧。     

一种新的无线传感器网络高能效协作路由算法

为解决无线传感器网络在数据采集过程中的能量节省与能耗均衡问题,结合LEACH的分簇思想和PEGASIS的链路传输特点,利用协作MIMO技术,提出了一种新的高能效协作路由算法HECRA。该算法利用内网数据融合与协作MIMO技术减少了簇内链路短传输与簇间长输的能量消耗,通过构建代价函数选择最合适的路由路径以实现能耗均衡。理论分析了系统进行数据采集时各节点能耗以及系统总能耗,实验仿真结果表明,相对于LEACH与PAGASIS,提出的HECRA算法在网络生命周期上得到了很大的改进。     

无线传感器网络分簇路由协议的改进研究

针对无线传感器网络(WSN)中分簇路由协议LEACH算法中簇首分配不均以及簇首与Sink节点直接通信问题进行研究,提出一种基于LEACH成簇思想的分簇路由协议。该算法基于节点剩余能耗和已担任簇首时间选举簇头。簇头间采用贪婪算法形成一条链,在该链中又选出一个簇头,将整个网络的数据融合后转发给基站。MatLab仿真结果显示,改进后的算法在均衡网络节点能耗和网络的生存时间上比LEACH算法有很大提高。     

无线传感器网络LEACH协议性能分析

LEACH协议是专门应用于无线传感器网络的层次路由协议,在无线传感器网络路由协议中占有重要地位。本文采用理论分析与仿真实验相结合的方法,对LEACH协议的性能进行了深入研究,指出了LEACH协议路由算法的不足,明确了进一步对LEACH协议进行改进的方向。     

基于LEACH协议的数据融合技术

提出一种基于LEACH协议的两层数据融合方案（MLDA-LEACH）。根据LEACH协议的分簇结构,首先,簇成员节点使用卡尔曼滤波算法对采集的源数据进行去噪处理;然后,簇首节点采用分布图法对数据进行预处理,再应用自适应加权算法进行数据融合。实验结果表明,这种基于LEACH协议的两层数据融合方案MLDA-LEACH与传统LEACH算法相比有效地减少了冗余数据,降低了传感器节点的能耗,延长了无线传感器网络的生命周期。     

无线传感器网络分簇路由协议的改进研究

针对无线传感器网络（WSN）中分簇路由协议LEACH算法中簇首分配不均以及簇首与Sink节点直接通信问题进行研究．提出一种基于LEACH成簇思想的分簇路由协议。该算法基于节点剩余能耗和已担任簇首时间选举簇头。簇头间采用贪婪算法形成一条链,在该链中又选出一个簇头,将整个网络的数据融合后转发给基站。MatLab仿真结果显示,改进后的算法在均衡网络节点能耗和网络的生存时间上比LEACH算法有很大提高。     

An Optimized Novel Trust-Based Security Mechanism Using Elephant Herd Optimization

Routing strategies and security issues are the greatest challenges in Wireless Sensor Network (WSN). Cluster-based routing Low Energy adaptive Clustering Hierarchy (LEACH) decreases power consumption and increases network lifetime considerably. Securing WSN is a challenging issue faced by researchers. Trust systems are very helpful in detecting interfering nodes in WSN. Researchers have successfully applied Nature-inspired Metaheuristics Optimization Algorithms as a decision-making factor to derive an improved and effective solution for a real-time optimization problem. The metaheuristic Elephant Herding Optimizations (EHO) algorithm is formulated based on elephant herding in their clans. EHO considers two herding behaviors to solve and enhance optimization problem. Based on Elephant Herd Optimization, a trust-based security method is built in this work. The proposed routing selects routes to destination based on the trust values, thus, finding optimal secure routes for transmitting data. Experimental results have demonstrated the effectiveness of the proposed EHO based routing. The Average Packet Loss Rate of the proposed Trust Elephant Herd Optimization performs better by 35.42%, by 1.45%, and by 31.94% than LEACH, Elephant Herd Optimization, and Trust LEACH, respectively at Number of Nodes 3000. As the proposed routing is efficient in selecting secure routes, the average packet loss rate is significantly reduced, improving the network’s performance. It is also observed that the lifetime of the network is enhanced with the proposed Trust Elephant Herd Optimization.     

基于自适应数据融合的LEACH路由协议

如何有效地使用传感器节点的能量以延长WSN的生存时间,一直是WSN路由协议研究的重点.基于LEACH,提出了一种新的路由协议AF-LEACH,AF-LEACH根据数据融合的能量开销和所带来的节能增益,对传感器节点采集的数据进行自适应的数据融合.仿真实验表明,与LEACH协议以及在各节点都进行数据融合的MA-LEACH[...     

MP_WSMN数据融合权重μ-ξ的高QoS实现

为提高无线传感器网络(WSN)的服务质量(QoS),建立了基于多参数传感器微网络(MP_WSMN)数据评价系数μ,并形成通信数据重要性系数ξ。利用传感数据的可靠性μ有效减少了冗余数据占用的带宽;通过系数ξ进行拥塞控制与数据融合,增加了重要数据传输可靠性,有效降低了重要数据的丢包率,提高了WSN的QoS。在基于改进的低功耗自适应集簇分层型(LEACH)路由算法仿真与对古民居火灾探测网络的应用均验证了这一结论。     

无线传感器网络中一种基于移动Sink的数据收集算法

针对移动无线传感器网络设计一种不依赖于节点地理位置的基于移动汇聚节点(Sink)的数据收集算法(Mobile Sink-based Data Gathering,MSDG)。该算法解决了无线传感器网络中多跳路由通信时出现能量空洞的"热点"问题。Sink沿途以最近的固定节点作为根节点动态构建路由树。簇内移动节点感知的数据经簇头进行数据融合计算,然后将融合后的数据沿路由树反向逐跳转发给Sink。仿真结果表明,MSDG在节点的平均能耗和网络生存时间等方面的性能远超过LEACH、ACE-L等数据收集协议。     

基于吸引因子和混合传输的分簇路由算法

为了能够有效地降低无线传感器网络(WSN)的能耗,延长网络生命周期,对低功耗自适应集簇分层型(LEACH)协议等多个分簇路由协议进行分析,并针对其算法存在的缺陷提出基于吸引因子和多跳传输的分簇路由算法(CRAH)。针对不合理的簇头选择问题,采用加权和的方法将节点剩余能量与节点位置两个参数,作为簇头选择的新指标;对簇头节点的任务进行重新分配,选出新的融合节点;融合节点和基站的通信采用单跳与多跳相结合的混合传输方式,结合吸引因子和Dijkstra算法提出新的基于吸引因子的Dijkstra(AF-DK)算法,为融合节点找到最优转发路径。仿真结果表明,与LEACH、集中式低功耗自适应集簇分层型(LEACH-C)路由和固定簇半径的分簇(HEED)等协议相比,CRAH使网络寿命分别提高了约51.56%、47.1%和42%,网络能耗速度明显减缓,基站接收的数据量平均减少了69.9%。CRAH使簇头选择更加合理,有效减少了通信过程中的冗余数据,均衡了网络能耗,延长了网络生命周期。     

基于CS优化的双簇头分簇路由算法研究

为了减少无线传感器网络(WSNs)分簇路由中簇头的能量消耗,提出了一种基于布谷鸟搜索(CS)优化的双簇头分簇路由算法.CS通过采用节点的剩余能量和节点之间的位置关系来构造适应值函数并选举出最优双簇头.其中,主簇头将数据进行融合,副簇头将融合的数据发送给基站,缓解了以往单簇头同时负责数据融合和传输的双重压力,使得整体能耗在各个节点的分配更均衡.仿真实验表明:与LEACH算法、粒子群优化(PSO)算法相比,CS算法在减小网络能耗以及延长网络生存周期上更具优势.     

无线传感器网络的信任模型研究

无线传感器网络环境下的信任模型作为密码技术的有效补充,在抵抗内部攻击、识别故障节点等方面发挥着重要作用,可应用于安全路由、安全数据融合等,用以提高系统的安全性、可靠性和公平性;分析了无线传感器网络环境下信任模型的特性,详细介绍了信任模型的评价指标;选取4种典型的信任模型进行评述,分析其优势和不足,并根据各项评价指标进行比较;最后指出目前研究中存在的问题,并展望了进行后续研究的切入点。     

无线传感器网络路由算法改进及仿真研究

由于无线传感器能量消耗影响网络的寿命,传感器节点的能量无法更新且种能量受限,传统路由算法忽略簇头剩余能量情况,使剩余能量低的节点成为簇头而过早死亡,导致整个网络能量不均衡,网络生存时间过短。为了有效延长网络生存时间,提出一种改进的LEACH路由算法。在簇头选择阶段,采用剩余能量的簇头节点优先选择机制,避免剩余能量低的节点成为簇头,然后在数据传输阶段,用单跳和多跳的混合传输模式,使整个网络能量尽量均衡。仿真结果表明,相对于传统LEACH路由算法,改进算法更加均衡了网络中各节点的能量消耗,有效地防止剩余能量低的节点成为簇头,可延长整个网络的生存寿命。