基于分簇的无线传感器网络节能路由算法研究与应用探讨简

随着科技进步和经济的进一步发展,无线网络信息技术逐渐成为网络通信技术的重要组成部分。为了适应时代要求,节能环保,提高无线传感器网络路由的工作效率,进行基于分簇的无线传感器网络节能路由算法研究与应用探讨就显得尤为重要。本文基于现代信息技术高速发展的条件下基于分簇的无线传感器网络节能路由新算法的研究背景,从人文社会学的角度对基于分簇的无线传感器网络节能路由算法的现状、存在的问题及产生原因进行了分析,并在进行基于分簇的无线传感器网络节能路由算法研究与应用探讨的必要性探讨的基础上,提出了加强基于分簇的无线传感器网络节能路由算法研究与应用探讨的具体对策,为创新无线网络传感器路由算法,实现无线路由的节能高效,促进无线网络路由技术的向前发展,提供了一些切实可行的指导性意见,为其指明了前行的正确方向。     

探析基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法优化

近些年来,随着时代经济的飞速发展以及科学技术的日新月异,现代化无线通信和电子技术日益成熟,以至于多功能和低功耗的微型无线通信传感器节点迅速发展起来.同时无线传感器网络作为一种小体积和低功耗的无线多跳网络,涵盖了分布式信息手机、无线通信技术以及数据处理3大技术.在对基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法优化进行了研究,分析了无线传感器网络的基本定义、特征以及基本体系结构,分析了无线网络传感器路由协议的基本目标、算法设计的瓶颈以及其基本分类,探讨总结了基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法优化的实现过程.     

无线传感器网络路由协议

无线传感器网络是大量经济的传感节点以自组织多跳的方式在一起组成的网络系统。文章首先阐述无线传感器网络的特点、体系结构、路由协议分类等。然后重点介绍了哆种基于地理信息的路由协议的算法,并深入进行了其优缺点分析。     

基于节点剩余能量和最大角度的无线传感器网络路由算法

针对传统无线传感器网络(WSNs)路由算法的缺点与不足,为了延长网络的生存时间,提出一种基于节点剩余能量和最大角度相融合的无线传感器网络路由算法.首先构建了无线传感器网络结构和能量模型,然后建立节点剩余能量和角度联合路由优化算法,最后采用Matlab 2012仿真工具进行仿真测试.仿真结果表明:该路由算法延长了整个网络的生存时间,具有较好的容错性和鲁棒性.     

三维无线传感器网络贪婪地理路由协议

针对已有的三维无线传感器网络路由协议均将三维问题转换到二维平面上解决,没有充分利用三维空间的特点,提出了一种基于地理信息的三维无线传感器网络贪婪地理路由(GGR)协议。该协议在通常状况下采用贪婪转发算法,针对基于地理信息的贪婪算法中易出现的路由空洞问题,给出一种三维滚动球边界遍历算法。实验结果表明:该协议具有较高的路由成功率,路由跳数也得到优化,尤其是在节点密度较低的情况下体现出较强的优势。     

无线传感器网络中一种节省资源的快速重路由算法

因其特殊的需求和应用,无线自组传感器网络对信息采集、处理和传输等技术有着特殊的要求.基于选播路由策略,本文提出一种节省能耗和带宽资源的快速重路由算法(RFR)以应用于无线传感器网络的网络通信.使用选播技术,RFR算法可在原有有效传输路径基础上快速重路由,从而降低路由恢复时间,提高路由恢复成功概率.同时,算法通过限制参与重路由的节点数目,减少因重路由而消耗的能量和带宽资源,延长网络的生存周期,并提高网络性能.仿真算例验证RFR算法应用于无线传感器网络的有效性、较优性.     

基于蚁群优化的无线传感器网络路由算法

如何在资源受限的无线传感器网络中进行高效的数据路由是无线传感器网络研究的热点之一。基于群智能优化技术的蚁群优化算法被广泛应用于网络路由算法。提出一种无线传感器网络蚁群优化路由算法,能够保持网络的生存时间最长,同时能找到从源节点到基站节点的最短路径;采用的多路数据传输也可提供高效可靠的数据传输,同时考虑节点的能量水平。仿真结果表明:提出的算法延长了无线传感器网络的寿命,实现无线传感器网络在通信过程中快速、节能的路由。     

路标迭代提取和剔除的自适应空洞处理算法

针对无线传感器网络贪婪地理路由协议中的路由空洞问题,提出一种高效的基于路标迭代提取和剔除的自适应空洞处理算法.该算法中,当探测包贪婪转发遇到空洞时,在网络拓扑局部平面化的基础上,以左(右)手法则提取空洞边界并沿其逆(顺)时针周边模式双向转发,同时,分布式地进行路标的迭代提取和剔除,直到获取的路标使得后续的数据包依次以它们为中间目标节点进行传输而不再遇到空洞为止.仿真结果表明,该协议能够以较小的控制开销代价获得次最优的传输路径,极大地提高了路由协议的性能,可以应用于无法消除路由空洞的大规模无线传感器网络贪婪地理路由协议.     

无线传感器网络安全路由协议技术研究综述

综述了无线传感器网络安全路由协议研究工作的最新进展,包括安全LEACH协议、安全分簇路由协议、高效安全路由协议、安全组播路由协议、安全地理路由协议、安全多径路由协议等技术,分析研究了几种具有代表性的安全路由协议,并指出当前无线传感器网络安全路由协议研究亟待解决的问题和将来的研究方向.     

基于蚁群优化的无线传感器网络路由算法

路由技术是无线传感器网络(WSNs)的关键技术。基于蚁群优化的无线传感器网络路由算法具有蚁群算法的自组织、正反馈和并行性的特点,在构造WSNs的最优路由时有很好的性能。介绍了蚁群算法的数学模型,着重从启发因子的构建方式上描述了当前典型的基于蚁群的路由算法,并比较分析了这些算法的特点及存在问题,在此基础上给出了设计启发因子的方法,为进一步研究提供了一些解决思路。     

基于Omnet++的WSN路由实验教学平台

在无线传感器网络(WSN)教学过程中开展实验较为困难。为此,提出一种基于源代码级合成的WSN路由实验教学平台。采用模块化的方法将路由算法的通用部分固化,通过用户输入路由参数配置不同的路由算法,允许学生在进行路由实验时只关注于路由协议的关键算法,且可自行设计一些路由算法进行仿真测试。评测结果表明,大部分使用者都能在2个课时内成功完成一个以上的路由算法,简化仿真实验的难度与工作量。     

基于进化算法的无线传感器网络任播路由算法

在无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Networks)中存在无线链路容易失效的现象,但大多数学者在设计路由算法时较多地关注网络生存期问题,而忽略路由健壮性问题.提出一种基于进化算法的WSN任播路由算法.该算法以网络生存期和路由健壮性为优化目标,并通过多目标进化算法寻找到两者的最佳适应值.实验验证了该算法的有效性,实验数据表明:相比较基于单目标优化(网络生存期)的任播路由算法,所提算法的网络生存期及路由健壮性两个性能的综合优化值优于前者;相比较传统单路径任播路由算法,所提算法的网络生存期、路由健壮性和可扩展性优于前者.     

双重约束条件下的WSN路由选择

经典的基于QoS（Quality of Service,服务质量）的WSN（Wireless Sensor Network,无线传感器网络）路由算法往往只考虑了单一的条件限制,如能量、通信跳数、延时等。而在一个复杂的WSN环境中,对于QoS 的需求通常综合了多种条件。这使得现有的路由算法难以选择出实际情况下的最优路由。一种基于动态规划问题的算法被提出,用来解决这一问题。当算法选择最小延时路由时,节点能量和链路丢失率将被作为约束条件。经过证明,算法具有最优性。     

基于粒子滤波的无线传感器网络目标跟踪算法

传感器节点的组织和路由对无线传感器网络(WSN)目标跟踪算法的性能有重大影响.为此,针对具有簇一树型网络拓扑结构的WSN,首先给出集中式粒子滤波跟踪算法(CPFTA)实现的具体步骤,然后提出一种分布式粒子滤波跟踪算法(DPFTA),构建性能评价体系,通过仿真实验给出两种跟踪算法的定量比较,结果表明DPFTA的跟踪精度稍低于CPFTA,但能大幅度减少通信开销,而且具有更小的跟踪反应时间;最后仿真分析了传感器覆盖密度和检测周值对跟踪算法性能的影响.     

一种高能效的无线传感器网络路由协议设计

如何有效地降低节点的能耗,延长网络生存时间,一直是无线传感器网络路由协议的研究热点。基于LEACH路由算法,提出一种新的路由机制。该机制改进原来簇头选取概率随机的缺陷,引入了剩余能量和局部节点密度因素,使网络能耗更均衡。同时,在层次型路由的基础上,独立节点采用平面路由,直接和sink节点通信,混合的路由算法能更好地提高能效。最后,用MATLAB对两种算法仿真,仿真结果表明,改进算法在网络生存时间和簇负载平衡上更优于LEACH算法。     

基于改进ACO与分布式社区检测的WSN路由协议

在无线传感器网络（WSN）的研究中,兼顾能量消耗和数据传输的可靠性是个非常棘手的问题。基于此,将改进蚁群优化的元启发式算法与复杂度低的分布式社群检测的标签传播技术相结合,提出了一种基于改进蚁群优化算法与分布式社区检测的WSN路由协议,新的路由协议在WSN中创建社群,并通过群集智能在社区内传送数据,从而实现能量消耗的平衡,它在构建和维护路由路径时具有较低的内存开销。此外,新的路由协议通过基于数据转发策略中社群之间的确认机制实现数据传输的高可靠性。仿真结果表明,路由协议在实际吞吐量、能量消耗等方面具有明显的优势。     

无线传感器网络极小连通支配集算法的改进

无线传感器网络中,基于极小连通支配集的虚拟骨干网的构建使得路由搜索空间集中在支配节点之间,能够有效节省网络资源,减少冗余转发节点。首先提出连通支配集的数学模型。基于WL算法,提出改进的极小连通支配集分布式算法。仿真结果表明,改进算法求得的连通支配集较小,可为无线传感器网络中的路由协议提供通讯基础。     

能量高效的无线传感器网络路由协议

针对目前无线传感器网络分簇路由协议存在的节点能耗不均衡的问题,提出一种基于分簇思想的能量高效的多跳路由协议(EEMR)。该协议首先基于节点临近度将网络划分成簇,采用簇首自适应轮转模式优化簇内节点通信的能量消耗,以高剩余能量短路径向心角的适应度路由算法均衡簇间通信负载和能量消耗,有效避免多跳路由中出现的能量消耗不均衡问题。仿真结果表明,EEMR协议能有效均衡网络内节点的能量消耗,显著延长无线传感器网络的生命期并提高网络能量利用率。     

可充电无线传感网络能量均衡路由算法

针对可充电无线传感网络中的能量均衡路由问题,提出在稳定功率无线充电和监测数据收集网络场景下的多路径路由算法和机会路由算法,以实现网络的能量均衡。首先,通过电磁传播理论构建了无线传感节点的充电和接收功率关系模型;然后,考虑网络中无线传感节点的发送能耗和接收能耗,基于上述充电模型将网络能量均衡的路由问题转化为网络节点运行时间的最大最小化问题,通过线性规划得到的各链路流量用以指导路由中数据流量分配;最后,考虑一种更加现实的低功耗的场景,并提出了一种基于机会路由的能量均衡路由算法。实验结果表明,与最短路径路由（SPR）和期望周期最短路由（EDC）算法相比较,所提出的两种路由算法均能有效提高采集能量的利用率和工作周期内的网络生命周期。     

基于SoRCA结构的WSN拓扑与路由优化

针对无线传感器网络SoRCA结构中存在的能耗高、负载不均衡和鲁棒性问题,提出了改进的SoRCA拓扑控制算法和路由算法。改进的拓扑控制算法根据SoRCA拓扑的结构化特点,计算出相邻传感器节点数据传输距离,然后依据传输距离调整传感器节点发射功率。改进的路由算法根据包中跳数的特征,给出数据传输时路由选择,并给出数据传输失败时新路由的选择。性能分析表明改进后的SoRCA结构较好地节省了节点的能量损耗,改善了WSN负载均衡性和鲁棒性,提高了WSN的生命周期。