基于能耗均衡的ZigBee温室监控系统分簇路由算法

在ZigBee网络中,传统的路由算法单纯的减少网络的总体能耗,而忽略了网络能耗的不平衡导致局部网络能量的枯竭,导致网络瘫痪的问题。针对这一问题,文中从网络中节点能耗均衡出发提出了一种基于权值机制的非均匀分簇路由算法。实验表明该算法能有效地降低和均衡网络节点能耗,大大延长网络寿命。     

图论在无线传感网络路由协议中的应用研究

为降低无线传感网络节点能耗,延长网络生存时间,将图论最优选址问题用于分簇路由协议设计。依据节点剩余能量,结合图论的中心论算法进行簇头选举,以降低和平衡簇内能耗。依据下一跳簇头的能量消耗情况,使用Dijkstra算法设计最佳路由,确定最佳跳数,以降低数据传输的通信能耗,均衡全网能量。将此算法用于机场助航单灯监控系统,并与AL-CAME和ECOMP协议进行对比,仿真结果表明,此算法网络开销最小,节点剩余能量值远大于其他两种算法,网络能耗分布更为均衡,有效延长了网络的生命周期。     

基于路由树的分布式自适应动态多跳分簇路由协议

针对已有的分簇路由算法中存在的簇间路由路径选择不合理等问题,提出了基于路由树的分布式自适应动态多跳分簇路由协议DADMC。分簇阶段通过设置不同剩余能量的节点不同的延迟时间来让能量高的节点优先成为簇首。簇间路由路径的选择为以sink节点为根节点的动态路由树,每个节点从父节点中选择使得自己路由权值最小的节点作为下一跳。仿真实验结果表明,与已有的分簇路由算法相比,提出的算法可以更好地实现能耗均衡并延长网络生存时间。     

基于节点密度的非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络(WSN)分簇路由协议中簇结构分布不合理,节点能量消耗不均衡的问题,提出了一种基于节点密度的非均匀分簇路由协议EDUCP.该协议考虑网络中节点的疏密情况,控制节点竞争区域的范围,使密度大的区域的节点成为簇头的概率增加,将剩余能量大、能耗速度慢的节点选为簇头,使簇头分布更加合理;在多跳通信链路选择时,通过对Euclid距离的判断在簇头和基站之间选择中继节点,进一步减少节点的能量消耗.实验结果表明,EDUCP在网络生存周期、能量均衡等方面具有较好的性能.     

无线传感器低功耗路由算法

为了使无线传感网络维持在小的路由信息的同时进一步降低无线传感网络节点能耗,提出了一种改进的LEACH算法。该算法采用多跳路通信方式,对簇头与sink节点的通信过程中的节点能耗进行优化。为了避免能量过低的节点被作为簇首的情况,在每一轮的簇首选举过程中,节点剩余能量成为选举簇头节点的重要指标。然后用MATLAB进行仿真,实验证明,与经典LEACH算法相比,改进LEACH算法网络能量消耗更加均衡,使网络的生存时间有很大程度上的提高。     

基于能量的非完全分簇路由算法

针对LEACH算法中节点能量消耗过快而容易死亡、簇头选举机制不合理及稳定周期短等问题,为提高网络稳定性,有效利用节点能量,提出了一种非完全分簇路由算法.该算法考虑节点剩余能量来选举簇头,利用基站能量充足的优势,建立非完全分簇,采用平面路由和分簇路由相结合的方式来实现数据传输,以均衡网络负载.仿真结果表明,该算法对比LE...     

基于LEACH协议的簇头选举改进算法

针对典型LEACH分簇路由协议中簇头选举随机性的问题,提出一种LEACH的改进簇头选举方法,该方法先依据能耗模型确定最低能耗的簇头个数,随后优化簇头选举机制,在簇头选举时设置一个动态的能量阀值,同时增加剩余能量和节点密度因素;在簇间通信阶段,簇头节点将按照最低能耗以多跳的方式将信息传递给中心节点。仿真结果显示,新算法既能减少网络的总能耗,延长网络寿命,又能使节点的能耗更加的均衡。     

传感器网络中一种能量有效的自适应成簇算法

为了延长网络的生存时间,需要设计能量有效的协议,以适应传感器网络的特点.本文在LEACH的基础上,提出了一种适合无线传感器网络的能量有效的成簇算法DEEAC.在DEEAC中,每一个节点均基于最优簇首概率popt自主地确定自己是否为临时簇首.该临时簇首通过收集到的簇内信息,根据簇内通信总能耗最小化原则,选择一个使得簇内通信代价尽可能小且在最近(r mod (1/popt))轮中没有成为簇首的簇内节点作为该轮的最终簇首.模拟实验表明,DEEAC与LEACH相比具有更好的性能,优化后的簇首选择策略可以在不同场景下有效延长网络的生存时间.     

无线传感器网络中一种能量有效的混合式拓扑控制算法

与AdHoc网络不同,无线传感器网络以降低节点的能耗作为首要的设计目标.针对节点能量有限的特点,提出一种能量有效的混合式拓扑控制算法--EAHTC算法.该算法优先选择剩余能量高的节点担任簇头节点,而且算法采用局部信息,动态调节节点通信范围,改变一跳可达邻居数量,从而减轻MAC层负担达到节能的目的.同时在网络运行过程中,算法通过周期性重新选举簇头,减小并均衡网络中节点的能耗,从而进一步延长了网络的生存期.仿真结果验证了该算法的有效性.     

基于改进正余弦优化算法的UWSN节能路由

针对水下无线传感器网络节点更换困难、能量有限的特点，提出了一种基于改进正余弦算法的节能路由。在簇的形成过程中，利用改进的正弦余弦优化算法来选举簇头，综合能量、节点密度、通信距离三方面因素并讨论相应权重，为簇头选择设计了更加合理的适应度函数。簇内单跳传输，簇间传输时则采用多跳传输，通过限制深度、能量及转发区域选择合适的下一跳，将采集的信息传递给水面。经网络仿真验证，在相同条件下，该算法较传统LEACH算法和KACO、DUCISCA算法，将正常工作时间延长了6910%、 2478%、 1494%，能够有效均衡网络能耗，延长网络寿命，提高数据传输率。     

高压输电监测无线传感网功率控制算法

为了延长网络生命周期,解决高压输电监测的无线传感器网络中节点能量受限问题,结合应用背景的实际特点,提出一种基于节点动态聚类的功率控制算法。该算法以高压输电监测的网络架构为基础,分析传感器节点间的空间几何位置关系,综合考虑空间几何信息与节点剩余能量,利用聚类分析方法对网络内具有相似性的节点进行动态聚类,使数据转发在类区域代表节点之间传递。同时,采用可变的功率调制技术进行数据传输。仿真结果表明,该算法能够有效地降低网络能量消耗,并延长网络的生命周期。     

An unequal clustering algorithm based on energy balance for wireless sensor networks

Sensor nodes in sensor networks often gather data and deliver them to the sink. However, the energy and radio range constraints force them to cooperate in transmitting the data to the destination with multihop communication. To achieve this, nodes have to be clustered and some of them are elected as the cluster head nodes to transmit the aggregated data. Unfortunately, the clustering brings extra traffic load to the cluster head nodes, particularly those closer to the sink. These nodes die faster than before as their energy is drained at a high rate. Therefore, some clustering and cluster head election algorithms were suggested to use the unequal clustering size to extend the lifetime of cluster head nodes. However, it is difficult to obtain the accurate cluster size in the process of unequal clustering. Moreover, some cluster head nodes with the overfull cluster members may die early. We propose an enhanced unequal clustering size algorithm to optimize the unequal cluster size in the different layers and balance the dissipation energy of all cluster head nodes. Simulation results show that our algorithm dissipates approximately the same energy of cluster head nodes in the different layers per round and obviously increases the number of rounds of data gathering and transmission. © 2012 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于SEP协议改进的最优稳定选举算法

针对二级初始能量异构的无线传感器网络运行过程中出现的节点能耗不均衡和网络稳定生命周期较短问题,基于SEP协议,考虑节点和簇头能量因素,以及结合节点和簇头的数据传输距离因素,提出一种改进的稳定选举路由算法(E-SEP),分析了算法本身在不同高级节点占比和不同总结点数量下的性能,并与低功耗自适应集簇分层-确定性簇头选取(L...     

融合测距修正和哈里斯鹰优化的DV-Hop定位算法

针对传统DV-Hop定位算法在无线传感器网络节点定位时精度偏低的问题，本文提出了一种基于测距修正和哈里斯鹰优化算法的DV Hop改进算法。该算法采用多通信半径调整网络节点最小跳数，利用最小均方差和权重因子优化网络节点平均跳距，采用改进的哈里斯鹰算法替代最小二乘法进行位置计算，引入Tent混沌映射、精英群体制度和正余弦优化策略以避免算法过早陷入局部优化，通过最优解求解得到网络节点近似坐标值。仿真结果表明，在不同条件下，改进算法与传统DV-Hop算法和ABCDV-Hop算法相比能够具有更好的定位能力，节点定位误差平均下降20.13%和7.74%，定位精度较高。     

面向网络节点的新能源高占比系统消纳阻力精细化评估

随着新能源装机容量的不断提升,新能源高占比系统弃风弃光问题严峻,开展新能源消纳问题研究,精确定位新能源消纳阻力对提升新能源消纳措施的制定有重要意义。文中提出一种面向网络节点的电力系统新能源消纳阻力精细化评估方法。首先,基于潮流追踪算法将网络节点潮流划分为常规机组注入、新能源注入和负荷流出三部分;其次,从网络节点角度建立调峰、调频及节点电压偏差约束与新能源消纳的数学关系模型,计及三者耦合关系分析网络节点弃电情况;然后,构建基于网络节点的新能源消纳阻力评估模型并求解,定位系统中新能源消纳的关键节点,明确各节点新能源消纳制约因素并量化新能源消纳阻力;最后,基于改进IEEE 39节点系统设计算例,验证了评估方法的有效性。所提评估方法可为电力部门采取措施以提升新能源消纳提供依据。     

基于GSO算法的无线监测网络拓扑优化方法

针对目前无线监测网络拓扑优化模型复杂,难以求解的问题,提出基于GSO算法的无线监测网络拓扑优化方法。首先建立无线单跳网络和多跳网络能耗模型,并以能耗最小为目标,建立多约束的无线监测网络拓扑优化模型,对配电终端监测范围、节点簇间的距离和感知范围等网络拓扑元素进行优化;然后采用GSO优化算法对所提网络拓扑优化模型进行求解,该算法不依赖于初始状态,收敛性好,可有效解决模型难以求解的问题。理论和仿真证明,该优化模型通过拓扑优化可有效降低能耗,且采用GSO算法求解该模型具有速度快和精度高等优越性。     

环境监测中无线传感器网络路由算法的改进

针对无线传感网在环境监测应用中节点能量的问题,基于PEGASIS算法设计了一种改进的路由算法PBRE。该算法采用了改进的距离门限策略(短链聚合策略),并在簇头选举过程中综合考虑了节点发送数据的能耗和剩余能量。实验表明,该算法在延长网络生存时间和数据传输时效性上的有效性,且具有一定程度上的避障功能。