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相似文献
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1.
无线传感器网络路由协议研究进展   总被引:7,自引:2,他引:7  
融合了传感器、微机电系统和网络通信等技术而形成的无线传感器网络(WSN)是一种全新的信息获取和处理技术.路由协议是无线传感器网络研究中富有挑战性的问题,现有无线自组网络和互联网络路由协议不适用于无线传感器网络.无线传感器网络路由协议主要考虑如何针对不同的应用和网络构成使用有效的路由算法,在不损害数据传输的前提下实现整个网络的生命周期最大化.根据网络中节点功能是否一致,无线传感器网络包括平面和分层路由协议两大类.本文根据各种协议的工作原理,对比分析了各种路由协议在路由方式、冲突避免、数据融合和网络生命周期最大化等方面的优劣,并指出了下一步的研究方向.  相似文献   

2.
梁俊斌  邹绍军  陈宁江  李韬 《软件学报》2016,27(7):1822-1840
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.  相似文献   

3.
基于蚁群的无线传感器网络双簇头算法   总被引:1,自引:0,他引:1  
苏淼  钱海  王煦法 《计算机工程》2008,34(13):174-176,192
在无线传感器网络分层路由协议LEACH的基础上,重新定义了"轮"的概念,把每一轮划分成3个阶段而不是传统的2个阶段.提出基于蚁群的双簇头算法,根据信息素浓度在每一簇中选择具有分工特征的主簇头和副簇头,分别进行数据收集、融合、传输等工作.与LEACH和LEACH-C算法进行实验比较,该算法较好地平衡了网络的能量消耗,延长了网络的生命周期.  相似文献   

4.
数收集是无线传感器网络最广泛的应用之一,现有协议大都假设基站的位置固定不变,容易形成能量空洞.提出一种多基站移动协作数据分流收集模式,采用分流策略,分流边界L将数据采集区域划分为两部分,分别采用多对一和多对多两种模式收集数据.距离圆心小于L的节点通过分簇路由将数据发往圆心固定基站,大于L的节点沿最短路径将数据发往外围移动基站.该模式特别适合节点高密度部署、大范围数据收集的网络.实验结果表明,该模式在覆盖范围内较均匀消耗网络能耗,实现负载均衡,从而最大化网络生命周期,大大降低了单移动基站的数据延迟.  相似文献   

5.
现有的无线传感器网络( WSNs)数据收集方法无法在耗费较低开销的同时保证数据收集的可靠性。基于压缩感知( CS)理论,设计了基于指数核函数的稀疏矩阵和基于准循环低密度奇偶校验( LDPC)码的测量矩阵来用于节点的数据采集,以最大化网络生命周期为目标,将测量值传输问题建模为汉密尔顿回路问题,并提出了一种基于树分解的数据收集路径优化算法。仿真实验结果表明:所提方案在数据重构误差和能耗方面的性能要优于目前典型的数据收集方法。  相似文献   

6.
针对现有无线传感器网络中数据收集延迟较大的问题,提出一种优化的网络拓扑构造算法用于实现数据收集。从给定网络全连通图中找到符合条件的k个顶点的子图,使得k个顶点间的距离平方和最小化,采用Hungarian方法进行边的约简,直到得到一棵生成树,构造分布式的网络拓扑以提高适应性,从而降低控制开销。理论分析和仿真结果表明,该算法在数据收集延迟以及网络生命周期等方面均优于传统的单链、单簇2跳,以及最小生成树等数据收集算法。  相似文献   

7.
随着城市交通日益增多,智能交通系统研究受到工业界和学术界的极大关注.智能交通系统上的实时导航、交通监控等应用都需要大量实时车辆速度、位置等信息.由智能车组成的无线移动感知网络的链路变化频繁并且无线干扰严重,现有的车辆网络上的数据聚集算法没有考虑无线链路变化的具体情况,就进行数据聚集和传输的规划.文中分析并求解了移动感知网络上的无冲突数据聚集传输规划问题,将该问题形式化为移动通信拓扑图上的单传聚集传输规划问题,并证明了该问题是NP完全的;提出了移动聚集路由树,将无线冲突分为树内冲突和树间冲突,首先构建树间冲突图描述树间冲突,过滤节点的传输候选时刻集以消除树间冲突,然后利用动态规划思想进行聚集路由树上的数据聚集传输时刻规划来消除树内冲突.并且在真实出租车移动轨迹数据集上进行了实验,实验结果表明文中的算法比现有的算法在数据收集率上提高了1/4左右,并且收集上来的数据的平均延迟也更小.  相似文献   

8.
为优化事件驱动传感器网络总能耗,提出一个基于数据聚合的自适应路由算法,它能够实现低控制开销的事件域节点分布式成簇,计算并借助于路由汇聚中心,建立一棵基于事件的近似Steiner树,有效减少网内数据分组与控制分组的传输量.理论分析与实验表明,该算法的路由结构建立与维护开销较少,能优化数据聚合效率,实现高能效的数据收集,提升网络性能.  相似文献   

9.
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.  相似文献   

10.
在无线传感器网络中使用移动Sink能有效延长网络寿命。提出一种在容忍延迟传感器网络中基于分簇的移动Sink动态路由算法MSDR(Mobile Sink Dynamic Routing),移动Sink根据簇头位置构建遍历所有簇头的Hamilton回路,并沿着该路径收集数据。进一步提出基于标记的数据缓存机制,有效解决算法中每一轮之间的数据存储问题。仿真实验结果表明,MSDR算法使网络具有较长的生命周期,能有效平衡网络能耗。  相似文献   

11.
Wireless sensor networks have a wide range of applications, such as natural environmental monitoring, object tracking, and environmental control in residential spaces or plants. In wireless sensor networks, many sensor nodes with limited resources are placed in an observation area and used to gather information about environments. Therefore, a data gathering scheme (or a routing algorithm) for saving and balancing the energy consumption of each sensor node is needed to prolong the lifetime of wireless sensor networks. This article proposes a new bio-inspired data transmission scheme for the long-term operation of wireless sensor networks. By using the proposed scheme, autonomous load-balancing data transmission to multiple sinks can be actualized. We evaluate the proposed scheme using computer simulations to verify its effectiveness, and also discuss its development potential.  相似文献   

12.
提出了一种无线传感器网络最大生命期聚合树路由算法,根据能量等限制条件建立线性规划模型。考虑到网络最大生命期是NP难问题,在算法复杂度较低情况下,将网络最大生命期问题转化为网络最小归一化负载问题,在建立最大归一化负载聚合树过程中,不断调整负载较重节点的数据转发压力,最终建立一棵负载较轻的数据融合树,实现了网络生命期的最大化。通过仿真验证了算法的性能,并表明所提出算法可以有效延长网络生命期。  相似文献   

13.
张蕾  张堃  宋军 《传感技术学报》2012,25(5):673-677
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。  相似文献   

14.
陈友荣  俞立  董齐芬  洪榛 《计算机应用》2011,31(11):2898-2901
为提高无线传感网的生存时间,对基于蚁群算法的最大化生存时间路由(MLRAC)进行了研究。该路由利用链路能耗模型和节点发送数据概率,计算一个数据收集周期内节点总能耗。同时考虑节点初始能量,建立了最大化生存时间路由的最优模型。为求解该最优模型,在经典蚁群算法的基础上,提出修正的蚁群算法。该算法采用新的邻居节点转发概率公式、信息素更新公式和分组探测方法,经过一定的迭代计算获得网络生存时间的最优值和每个节点的最优发送数据概率。最后,Sink节点洪泛通知网络中所有节点。节点根据接收到的最优概率,选择数据分组未经过的邻居节点发送数据。仿真实验表明,经过一定时间的迭代,MLRAC的生存时间可以收敛到最优值。该算法能延长网络生存时间,在一定的条件下,MLRAC算法比PEDAP、LET、Ratio-w、Sum-w等算法更优。  相似文献   

15.
基于拥塞控制的无线传感器网络数据汇集树生成算法   总被引:3,自引:0,他引:3  
针对无线传感器网络数据汇集应用中, 由于数据流量大, 相邻路径之间容易发生串扰、信道竞争和冲突, 造成拥塞问题, 提出了基于拥塞控制的无线传感器网络数据汇集树生成算法(Data gather tree algorithm based on congestion control, DGT-CC). DGT-CC算法通过层次发现、邻居发现、启发式搜索和流量均衡策略构造一棵最短路径最小拥塞权值树. 理论分析证明DGT-CC算法收敛, 并能够构造一棵最短路径最小拥塞权值树, 仿真实验表明DGT-CC算法在丢包率、网络吞吐量和时延方面都较普通的最短路径树具有更好的性能.  相似文献   

16.
Most of the routing algorithms devised for sensor networks considered either energy constraints or bandwidth constraints to maximize the network lifetime. In the real scenario, both energy and bandwidth are the scarcest resource for sensor networks. The energy constraints affect only sensor routing, whereas the link bandwidth affects both routing topology and data rate on each link. Therefore, a heuristic technique that combines both energy and bandwidth constraints for better routing in the wireless sensor networks is proposed. The link bandwidth is allocated based on the remaining energy making the routing solution feasible under bandwidth constraints. This scheme uses an energy efficient algorithm called nearest neighbor tree (NNT) for routing. The data gathered from the neighboring nodes are also aggregated based on averaging technique in order to reduce the number of data transmissions. Experimental results show that this technique yields good solutions to increase the sensor network lifetime. The proposed work is also tested for wildfire application.  相似文献   

17.
Energy-constrained sensor networks have been widely deployed for environmental monitoring and security surveillance purposes. Since sensors are usually powered by energy-limited batteries, in order to prolong the network lifetime, most existing research focuses on constructing a load-balanced routing tree rooted at the base station for data gathering. However, this may result in a long routing path from some sensors to the base station. Motivated by the need of some mission-critical applications that require all sensed data to be received by the base station with minimal delay, this paper aims to construct a routing tree such that the network lifetime is maximized while keeping the routing path from each sensor to the base station minimized. This paper shows that finding such a tree is NP-hard. Thus a novel heuristic called top-down algorithm is presented, which constructs the routing tree layer by layer such that each layer is optimally extended, using a network flow model. A distributed refinement algorithm is then devised that dramatically improves on the load balance for the routing tree produced by the top-down algorithm. Finally, extensive simulations are conducted. The experimental results show that the top-down algorithm with balance-refinement delivers a shortest routing tree whose network lifetime achieves around 85% of the optimum.  相似文献   

18.
延迟容忍移动无线传感器网络路由分析   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
延迟容忍移动无线传感器网络DTMSN(Delay Tolerant Mobile Sensor Networks)用于广泛数据收集,传统传感器网络的数据收集方法在DTMSN中并不适用。为此研究了DTMSN的特性,分析了目前常用的几种DTMSN路由算法的特点,并通过详细的仿真实验给出了这几种算法的性能指标,如数据的平均传输成功率,传输能耗、传输延迟及网络寿命。  相似文献   

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