基于扇形分簇的无线传感器网络路由算法

无线传感网络中低功耗自适应聚类分簇(LEACH)路由算法等概率选取簇首节点,容易导致整个网络节点能量损耗出现极端化,减少网络生存时间。为此,提出一种针对簇首节点选取和分簇的改进LEACH算法。该算法把整个网络区域分为四个扇形区域,在每个区域内独立进行分簇路由;然后基站根据节点剩余能量和与基站的距离进行簇首节点选择,节点根据簇首节点和基站接收信号强度选择路由方式,以均衡网络能量消耗。仿真结果表明,改进LEACH算法的网络寿命是原有LEACH算法的150%,数据吞吐量提升了3倍。     

传感器网络中基于二元簇的节能路由算法

传感器网络中的分簇算法已经被证明能够有效地节约能量。据此提出了一种基于二元簇的路由算法,其基本思想是网络中的每个节点同时属于2个不同簇,利用二元性来减少在路由发现中的资源浪费,并能够更加确定地发现路由以节约资源。理论分析和模拟实验都表明,该算法在能量消耗和网络生命周期延长方面较优。     

无线传感器网络中基于树的能量高效分布式精确数据收集算法

在大规模节点密集的多跳传感器网络中,精确数据收集存在着"热区"问题:越靠近Sink节点的传感器节点,其承担的数据转发量就越多,能量消耗也越快,从而成为瓶颈节点,缩短整个网络的生命周期.最大生命周期数据收集树的构建已被证明是NP完全问题.已有算法大多是集中式算法,不适用于大规模节点密集的传感器网络.本文提出一种分布式精确数据收集算法EEDAT,在大规模节点密集的传感器网络中,不仅能够保证每个节点到Sink的路径是最短路径(最少跳数),而且能有效延长网络生命周期.EEDAT分为两个基本步骤,首先随机生成一棵数据收集树,然后根据各个传感器节点的孩子数和剩余能量,对已生成的数据收集树进行调整,使得各个节点的负载尽量均衡,从而达到延长网络生命周期的目的.实验结果表明,与已有分布式算法LMST相比,EEDAT所构造的数据收集树能延长网络生命周期平均20%.     

无线传感器网络中基于剩余能量的联合选举动态成簇路由算法

针对无线传感器网络中突发事件监测等响应式网络应用,提出了一种基于能量的联合选举动态成簇算法。基于节点剩余能量,在事件区域内周期性地进行簇首选举,建立以簇首为根的簇树结构对事件区域内的数据进行搜集融合,从而减少网络中传输的数据量。仿真结果表明：该算法降低了节点平均能耗,具有良好的能量均衡效果,延长了网络生存时间。     

无线传感器网络基于多元簇首的分簇数据收集算法

为了提高数据收集可靠性和延长网络生命周期,该文提出基于多元簇首的分簇数据收集算法。算法将网络划分为大小相等的栅格,由每个栅格中的节点各自构成一个簇,根据节点失效概率从每个栅格中选出多个簇首,并由同一栅格中的多个簇首协作完成栅格中节点的数据收集任务。此外,算法还采取了一些降低能量开销的措施。仿真实验结果表明,与现有相关算法相比,该算法具有较高的数据收集可靠性,并能够显著延长网络生命周期。     

无线传感器网络能量均衡路由算法

设计了一种能量均衡的路由算法.路由的建立分两个阶段,在簇头建立阶段,让候选节点在覆盖范围内以剩余能量的多少和所处位置为标准来竞选簇头,以使簇头分布均匀,平衡网络覆盖;在通信阶段,根据簇头节点的剩余能量大小和其距离基站的远近,采用多跳的簇间通信方式建立路由,以此来降低簇头节点的通信负载.仿真结果表明该算法能够有效降低网络能耗和延长网络生存时间.     

基于BWAS的无线传感器网络静态分簇路由算法

为提高路径搜索效率,避免动态分簇较多的能量消耗,提出了基于最优-最差蚂蚁系统(BWAS)的无线传感器网络静态分簇路由算法.BWAS是对蚁群算法的改进,在路径搜寻过程中评价出最优最差蚂蚁,引入奖惩机制,加快了路径搜索速度.通过无线传感器网络静态分簇、簇内动态选举簇头,在簇头节点间运用BWAS算法搜寻从簇头节点到汇聚节点的多跳最优路径,能减少路径寻优能量消耗,实现均衡能量管理,延长网络寿命,且具有较强的鲁棒性.通过与基于BWAS的动态分簇和基于蚁群算法的动态分簇路由的仿真实验相比较,证实了本算法的有效性.     

基于权值的无线传感器网络分簇算法

综述了无线传感器网络路由算法的主要成果,但重点分析更具有能量有效性的分簇路由算法,对各种算法的主要思想进行了性能评价,提出了一种新的算法.     

无线传感器网络簇间节能路由算法

针对基于分簇网络的无线传感器网络簇间路由协议,让簇首和Sink节点直接通信或通过簇首节点转发数据造成能耗不均,节点过早死亡的缺陷。文中提出一种基于网关节点模型的无线传感器网络簇间路由算法,通过簇头与网关节点、网关节点自身建立虚电路,制定存储转发路由,将数据转发给Sink节点。并引入延时等待机制,增强了簇间信息的融合度,此算法适用于大规模无线传感器网络,有良好的可扩展性。仿真表明在能量节省等性能上与传统簇间路由算法相较有较大提高。     

高能效无线传感器网络分簇数据收集协议

提出了一种基于簇结构的数据收集协议ECDGP(Energy-efficient Cluster-based Data Gathering Protocol).ECDGP使用了一种基于置信度的分簇算法进行簇头竞选,并根据网路覆盖要求选择活动节点,通过控制分簇中活动节点数目,ECDGP减少了能耗和延长了网络生命期.仿真结果表明在能耗和网络寿命上,ECDGP大幅度优于传统的分簇路由算法.     

WSN中一种基于延迟限定的数据收集算法

数据收集是无线传感器网络研究中的一个关键问题,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。针对该问题提出了一个新的算法——基于延迟限定的数据收集算法(DBDG),该算法从一棵最少跳数树(Fewest Hops Tree,FHT)出发,迭代地选择网络中的一条边加入树,通过限定树的高度来满足延迟限定,然后通过使树上"瓶颈节点"的度最小化来延长树的生命周期。仿真实验表明,与目前已有的协议相比,DBDG能在限定的高度内构造生命周期更长的生成树。     

无线传感器网络中一种能量均衡的基于连通支配集的数据收集算法

采用连通支配集来构建虚拟骨干可以减轻无线传感器网络的广播风暴问题.目前已有大量工作通过构造最小连通支配集形成网络虚拟骨干来进行高效数据收集.然而,最小连通支配集并不能有效均衡节点的能量耗费,导致网络生命周期较短.提出了一种能量均衡的基于连通支配集的分布式算法EBCDS来进行数据收集,通过选择能量水平和度均比较大的节点组成连通支配集,支配集中的节点组成一个规模不大但具有较高能量水平的网络骨干.网络中的所有数据沿骨干在较小的寻路空间中转发,能够节省节点能量,使骨干节点不会因为能量不足而过早死亡.理论分析表明,EBCDS能以O(nlogn)的消息复杂度构造连通支配集,仿真实验表明,EBCDS能有效节省节点能耗并延长网络生命周期.     

DEED:一种无线传感器网络中高效节能的数据通信协议

无线传感器网络由许多具有低功率无线收发装置的传感器节点组成,能够有效地从不同环境监测收集周边环境信息并传送到远处的基站进行处理.由于传感器节点的电池能量极为有限,因此节点的通信应有效的利用能量,以延长网络的生命周期.LEACH^[4]协议是一种典型的能有效延长网络生命周期的节能通信协议.本文提出了一种分布的、高效节能的通信协议DEED,DEED利用了数据聚合技术,以聚类的方式组织节点,聚类首领在网络中均匀分布并组织成路由树,由根节点与基站直接通信.实验结果显示DEED性能远好于LEACH.     

无线传感器网络体系结构研究

对无线传感器网络的体系结构进行了深入研究,从无线传感器网络的物理体系结构、软件体系结构、通信体系结构三个层面进行了分析,分析结果对于无线传感器网络的设计具有参考价值。     

无线传感器网络中能耗均衡的数据收集算法

无线传感器网络所具有的集中式数据收集、多跳数据传输、多对一流量模式容易导致严重的包碰撞、网络拥塞,包丢失,同样也会导致能量消耗的热点出现,使某些节点甚至整个网络过早死亡.文中提出一种能耗均衡的数据收集算法,此算法按节点离基站的距离进行分层,根据中间节点的能量参数和通信开销建立到基站的多径路由,在数据收集过程中除了利用具有最小能耗的最优路径外还偶尔使用一些次优路径;为进一步减少节点能耗,算法还采用了数据聚合机制.分析和仿真结果表明,算法在很大程度上均衡了节点间能耗并延长了网络寿命.     

无线传感器网络数据收集关键技术现状研究

无线传感器网络是一种以数据为中心的网络,由于其具有硬件资源受限、自组织网络结构、网络动态性等特征而有别于传统无线网络,因而数据收集问题是无线传感器网络的主要研究课题。介绍了无线传感器网络数据收集系统的结构和功能,概括了无线传感器网络数据收集需解决的关键问题和关键技术,对路由协议、安全管理、数据压缩等关键技术的研究现状进行了总结和分析,并对数据收集关键技术的发展方向进行了展望。     

An Energy-Efficient Routing and Self-Organization Algorithm in Wireless Sensor Networks

1IntroductionAs the development of MEMStechnology,the microsensors whichintegrate manyfunctions such as sensing,signal processing and communication have been widelyused[1]. Wireless Sensor Network ( WSN) is construct-ed with hundreds to thousands of sensors and one ormore SINKs .Sensors can sense (monitor) many physi-cal signals such as sound,light ,electronics ,tempera-ture and humidity of the objects in a given region[2 ~3].Sensors transfer these signalsinto sensing data and sendsensin…     

无线传感器网络中基于能量的成簇协议

无线传感器网络采用能量有效方式传输数据对于延长传感器网络寿命十分重要。LEACH是一种基于簇的协议,它采用本地簇头随机轮转机制将能量负载均匀分布到网络中的所有传感器节点,簇头节点将收集到数据进行融合后发送给基站。提出一种改进的方案,采用随机成簇算法让网络中传感器节点成簇,成簇的过程考虑传感器节点剩余能量和簇头与非簇头结点之间的距离。通过分析评价和仿真结果,说明新算法比LEACH更能有效利用能量且发送更多的数据。