传感器网络中基于树的最大生命精确数据收集

在节点密集部署的多跳传感器网络中,精确数据收集使得越靠近Sink节点的传感器节点需要承担越多的数据转发量,能量消耗很快,容易造成“热区”,缩短了网络生命周期.为了最大化网络生命周期,需要构造生命周期最大的生成树,但这属于NP完全问题.无须知道节点的位置信息,提出一种算法MAXLAT来解决这个问题.算法以一棵Sink拥有最多孩子的生成树为基础,并根据节点负载的大小将树上节点分别定义为瓶颈节点、次瓶颈节点和富裕节点.然后,通过对所有节点进行着色,不断转移瓶颈节点的子孙,到富裕节点的子树上去.算法结束时,得到一     

基于蚂蚁算法的无线传感器网络数据融合路由算法

在无线传感器网络环境下,提出改进的基于蚂蚁算法的数据融合路由算法.该算法采用分布式策略,将整个网络中的节点构造成一棵以sink节点为根的树结构,即教据融合树,算法在构造树的过程中,利用蚂蚁的"寻食"方式进行最优父节点的选择,同时算法也考虑了节点的剩余能量,用其它节点代替剩余能量小的节点.算法利用树结构实现了数据融合,节省了能量,同时也实现了负载均衡,最大化网络的生存时间.     

无线传感网中延迟受限的生命周期最大的数据收集算法

无融合数据收集是无线传感网络中最重要的技术之一.在持续实时的监测应用中,网络生命周期和网络传输延迟是衡量数据收集性能的两个重要指标,已有的研究大多侧重于某单一性能指标,而较少关注多性能的折衷优化.因此,本文研究了如何构造一棵延迟受限的生命周期最大的数据收集树,并将该构造问题形式化为一个整数规划问题,提出了有效的数据收集算法-EDG.该算法首先利用MITT方法构造生命周期近似最优的数据收集树,然后对“瓶颈节点”进行路径调整以使其满足延迟约束.仿真结果表明,与无延迟约束的MITT算法相比,EDG算法能在保证网络传输延迟的前提下,使其网络生命周期在大多数情况下达到MITT的90％以上.     

基于最小生成树的传感器网络能量均衡组播协议

为了均衡无线传感器网络中节点的能量消耗,进而达到延长网络生命周期的目的,提出一种基于最小生成树形成虚拟主干树的能量均衡的组播路由算法.该算法在选择转发节点的过程中,综合考虑前向转发区域内的节点的位置及能量信息,并引入修正因子及路径封锁技术.仿真实验表明,该算法能够有效的均衡传感器节点的能量消耗,延长网络的生命周期.     

一种改进的WSN数据收集方案

目前基于树的数据收集方法经常会造成节点负载不均衡、树的高度无法控制等问题,从而使得数据收集延迟加大。针对该问题,提出一个新的数据收集算法(DBDG)。该算法从一棵最少跳数树出发,迭代地选择网络中的一条边加入树,通过限定树的高度满足延迟限定,采用使树上瓶颈节点的度最小化来延长树的生命周期。仿真实验结果表明,与目前已有的协议相比,该算法能在限定的高度内构造生命周期更长的生成树。     

移动社会网络中社会性路由算法研究

在无法部署Sink的无线传感器网络中, 数据采集者(即:能够收集数据的人或移动设备)在网络的任意位置收集数据, 即泛在数据收集。网络区域中的节点数量庞大, 能量有限, 如何能有效地采集到全部节点的数据是一个难点。提出一个网络生命周期最大化的泛在数据收集协议MULAC。MULAC以用户所在当前位置为圆心, 半径为r的区域内选择一个节点v。以v为根构造一棵最大化生命周期树T。网络中的节点可以通过T传送数据给v, 数据采集者可以通过v接收到网络中的全部数据。当数据采集者移动到其他位置, T将根据用户新的位置改变根节点, 并且以最小的能量耗费调整树结构, 从而延长全网的寿命。在收集数据过程中保证无线传感器网络生命周期最大化是一个NP完全问题, MULAC能够近似最优的解决此问题。仿真实验和理论分析表明, MULAC能有效延长网络生命周期。     

传感网中延迟限定的非汇聚数据移动式收集

在大规模的无线传感器网络中收集数据,不仅需要考虑节点的能量消耗,而且还需要考虑数据收集延迟.如何有效地均衡节点的能量消耗,同时最小化数据收集延迟,是一个具有挑战性的问题.为了均衡节点的能量消耗,利用移动数据收集器收集数据.以此为基础,提出一种DC-Collection算法来解决数据收集延迟和能耗的问题.首先,在网络中构造最短路径树,网络非连通时,不同的网络子图可以构造多棵最短路径树,它们构成一个最短路径树集合;其次,在每一棵最短路径树上选取部分节点作为采集节点和逗留节点,使得以采集节点为根的限高树的高度不超过h,且在每个采集节点的通信区域内至少有一个逗留节点;再次,在每棵限高树内调整树的结构,让能量高的节点承担更多的子孙节点,最大化限高树的生命周期;最后,移动数据收集器从Sink出发,遍历逗留节点所在位置收集数据,最终回到起点,并将数据发送给Sink.通过理论分析和大量仿真实验,其结果表明:与现有的数据收集协议相比,DC-Collection不仅能够均衡各节点的能量消耗从而延长网络生命周期,而且能够缩短移动数据收集器收集数据行走的路径长度,从而缩短数据收集延迟.     

无线传感网中生命最大化的泛在数据收集协议

提出一个网络生命周期最大化的泛在数据收集协议MULAC。MULAC以用户所在当前位置为圆心, 半径为r的区域内选择一个节点v。以v为根构造一棵最大化生命周期树T。网络中的节点可以通过T传送数据给v, 数据采集者可以通过v接收到网络中的全部数据。当数据采集者移动到其他位置, T将根据用户新的位置改变根节点, 并且以最小的能量耗费调整树结构, 从而延长全网的寿命。在收集数据过程中保证无线传感器网络生命周期最大化是一个NP完全问题, MULAC能够近似最优地解决此问题。仿真实验和理论分析表明, MULAC能有效延长网络生命周期。     

无线传感器网络中基于能量约束的簇首多跳算法

针对无线传感器网络节点的能量有限的特点,在LEACH协议的基础上,提出了一种以剩余能量为参数限制中间节点选择的簇首多跳算法.算法在生成包括基站在内的所有簇首节点的最小生成树的同时,考虑作为中间节点转发数据的簇首的剩余能量,使簇首之间形成一个多跳的最优路径与基站进行通信,并且避免使用低能量节点.仿真结果表明,新提出的路由算法比LEACH更能减少和均衡能量消耗,从而延长了网络的生命周期.     

WSN中基于树的负载均衡的数据收集算法

部署无线传感网络WSNs(Wireless Sensor Networks)的根本目的在于数据收集.然而,节点能量有限特性给具有低能耗的数据收集算法的设计提出了挑战.为此,提出基于树的负载均衡的数据收集TLBDG(Tree-based Load Balanced Data Gath-ering)算法.TLBDG算法构建了一棵以基站为根的负载均衡的数据收集树,并以最小跳数路径转发数据包.TLBDG算法具体思想为:先依据节点离基站的跳数形成层次结构,然后再生成以基站为根的树型数据传输路道.实验结果表明,提出的TLBDG算法能够均衡负载,并延长生命周期.     

时延受限能耗均衡的无线传感网数据采集树

为延长网络寿命,缩短网络汇聚时延,提出了一个时延受限,能耗均衡的传感网数据采集树构建方法。该方法以节点的剩余能量和节点间距离为参数构建权值函数,使用Dijkstra算法计算一个最小加权能耗生成树。在此基础上,沿最小加权路径,对生成树进行局部调整,从而在满足时延要求的同时,均衡网络能耗。实验表明,该方法延长了网络平均生存期,达到了均衡网络能耗的目的。     

能量高效的传感器网络数据查询路由*

提出一种能量高效的传感器网络数据查询路由EEDQ(energy-efficient data query),EEDQ以sink节点为根节点,构造最小路由生成树,由sink节点发出查询任务,查询结果由叶子节点向sink节点传输,传输过程中进行数据汇聚.实验表明,EEDQ相比direct transmission,大大提高了传感器网络的生命周期.     

WSN低能耗数据收集遗传粒子群算法研究

针对设施农业无线传感器网络节点分布不均匀、能量约束严格的特点,为降低网络总能耗,提出一种改进的遗传粒子群算法,构建一棵树高受限且网络总能耗最小的数据收集树。首先,随机生成连通图网络,采用父节点表示法将生成树编码成粒子;然后,设计一种随机生成数据收集树算法,随机产生满足树高限制的生成树;最后,考虑节点能耗均衡,设计一种粒子单点突变算法,实现对节点能耗最优值的比较。通过粒子单点变异、交叉以及优化新粒子,提高了种群多样性,避免了算法过早陷入局部最优解,在满足时延要求的同时,降低了网络总能耗。实验表明,与有树高约束的DL-DCT算法相比,所提算法降低了7.34%的网络总能耗,延长了网络平均生存期。     

一种带有可控阈值参数的分簇路由优化算法

针对传感网中大量冗余数据导致通信频繁中断的问题,提出一种带有可控阈值参数的分簇路由优化算法。引入蚁群算法中的适应度函数和启发式函数,使得下一跳簇首节点的选择更具针对性,实现网络路由树的建立与事件域节点的分布式成簇。利用可控阈值参数和变异系数对网络路由所选最短路径进行优化,保证节点能量消耗较低的同时全网延时最小,并通过全局信息素的更新策略抑制长链路的产生,以均衡全网能量并延长网络生存周期。实验结果表明,该算法与DMOA和MTTA算法在抑制网络能量消耗和延长网络生存周期方面进行对比,其性能指标平均提升了13.72%和12.06%。     

考虑负载均衡的无线传感器网络数据汇集算法

基于最小生成树策略的数据汇集算法使得数据传输效率高,但是树的构造使得转发节点负载过高,能量消耗过大,还会造成无线传感器网络的负载不均衡。针对这种情况,提出一种考虑负载均衡的数据汇集算法,该算法基于最小代价树的建立策略,在构造树的过程中避开剩余能量小的节点,最大化无线传感器网络的生存时间。     

Optimal data aggregation tree in wireless sensor networks based on improved river formation dynamics

The restricted energy of nodes is one of the most important challenges in wireless sensor networks. Since data transmissions among nodes consume most of the nodes' energy, thus, minimizing the unnecessary transmissions reduces the consumed energy. One of the sources of this problem is the redundancy of raw data that can be eliminated at the aggregation points. As a result, data aggregation can be considered as an effective strategy to tackle the mentioned issue and to optimize the communication energy consumption. In this paper, the sensor nodes are organized in a tree structure, and the data aggregation are done in intermediate nodes at the junction of tree branches. One of the main characteristics of tree protocols is reduction of energy consumption through optimizing the structure of a data aggregation tree. For this, this paper proposes to apply a swarm intelligent algorithm named river formation dynamics. The simulation results show that the proposed algorithm outperforms in comparison to the famous ant colony optimization algorithm in terms of network lifetime. Simulations show that the proposed algorithm makes nearly 4% and 50% improvement in lifetime of wireless sensor networks than ant colony optimization and shortest path routing, respectively.     

基于改进Prim算法无线传感器网络的动态分簇

基于图论中最小生成树的思想对LEACH协议进行了改进,构建了一种降低能耗的Prim分簇算法。其算法采用将普里姆的思想用到分簇中,将能量大或近似大的传感器节点,根据其在网络中的位置,将一条最小距离的边加入树中。通过多跳结构,减少节点在传输数据中的能量消耗,从而延长网络的寿命。对改进的算法经验证表明能有效降低能量消耗,提高网络的生存期。     

基于节点度-限制的数据融合树构建算法

在无线传感网络部分应用中,数据传输必须在指定时延约束下完成.因此,最小化网络时延和最大化网络寿命成为无线传感网络的研究热点.为此,提出基于节点度-限制的数据融合树构建DC-DATC(Degree-Constrained-Based Data Aggregation Tree Constructing)算法.DC-DATC算法减少了高节点度对数据融合时延的影响.依据预设的节点度阈值,只有节点度小于阈值的节点才能加入数据融合树.利用数据融合树传输数据,降低了数据传输量,提高了能量利用率.实验结果表明,DC-DATC算法降低了融合时延,且平衡了网络能耗,最终实现了网络寿命的扩延.     

基于最短路径树的优化生存时间路由算法

为提高无线传感网的生存时间,提出基于最短路径树的优化生存时间路由算法(LORA_SPT).该算法引入节点分类概念,构造基于链路能耗因子、自身节点剩余能量因子、邻居节点剩余能量因子和类型权重因子等多个因子的权值函数.针对不同类型的节点采用不同的权重因子,最后利用dijkstra算法完成最短路径树,所有节点沿着最短路径树将...