延长传感器网络寿命的动态休眠调度算法

基于网络拓扑结构连通和覆盖的冗余性,结合多跳无线传感器网络的特点,建立节点休眠调度模型,提出一种延长网络寿命的算法.根据节点的剩余能量,动态选择一组满足连通覆盖条件的工作节点集,达到延长网络寿命的目的.当某个节点因能量耗尽失效时,其相邻的休眠节点被激活,并代替其收集信息以维持网络正常工作.理论分析和仿真研究表明,该算法能有效判别冗余节点,在保证网络有效覆盖和连通的条件下,降低节点能耗,延长网络寿命.     

无线传感器网络节能优化组网方法

对无线传感器网络进行有效的组网设计和部署是决定其生存寿命、降低网络成本的首要和关键步骤,对此,在引入非线性电池能耗模型评估节点能耗的基础上,结合网络非均匀部署策略、时分多址技术以及节能优化的正交频移键控数据调制技术,提出了一种基于节点轮流工作机制的新颖组网方法.仿真结果表明,该组网方法不仅可以减少网络部署所需的节点数,降低部署成本,同时还可提高能量利用效率,延长网络的工作寿命.     

基于区域内随机唤醒机制的WSN覆盖控制方法

针对高密度部署节点的传感器网络会产生能耗高、冗余度大等问题,利用传感器节点,通过调整功率来控制通讯半径的特性来控制节点相对距离,并在理论上给出了网络覆盖度与节点相对距离的关系。最后,提出了基于限定区域内随机唤醒机制的无线传感器网络覆盖控制方法。实验结果表明,该方法在保证覆盖质量的前提下,减少了节点的能耗,有效的延长了网络寿命。     

基于相交度比的无线传感器网络迭代定位算法

为提高免测距无线传感器网络节点定位算法的性能,针对免测距定位算法利用最小跳路径距离替代节点间欧氏距离,和信标节点近似共线引入较大定位误差的缺陷,提出基于相交度比的无线传感器网络迭代定位算法,首先利用定位单元拓扑分布质量函数选择1-跳邻居参考节点,组成高质量的定位单元;其次采用基于相交度比的距离计算估计距离精度;最后采用双曲线定位方法减少误差.仿真结果表明,在节点均匀随机部署,非均匀C-型分布的网络场景中,与DV-Hop、Amorphous等已有改进算法相比,新算法具有更小的定位误差,可提供更加精确的传感器节点位置.     

能量高效均衡的动态分簇路由设计

针对无线传感器网络中存在的能量空洞现象,基于能量高效均衡的思想提出了一种新的动态路由非均匀分簇算法,在均匀间隔圆环的网络模型中,通过分析单跳和多跳的能耗划分网络,并计算网络全局能耗得出最优簇首个数,从而构建非均匀分簇网络,以解决能量空洞现象.在数据传输阶段,簇首节点综合考虑能耗和剩余能量,依概率选择下一跳节点.仿真实验结果表明,该算法有效地延长了网络的生存周期.     

一种WSN中的能耗优化动态路由算法

根据无线传感器网络中因节点有效传输半径对路由选择的制约,提出基于最小生成树(MST)的改进分簇多跳路由算法,改善因路由选择对网络能耗的影响．该算法利用Voronoi图的泊松过程特性优化簇首节点数,并结合MST动态调整簇内外节点的路由发现实现网络能耗优化．仿真结果表明,该算法在开销容忍的前提下,网络负载均衡,并与相同仿真条件下基于LEACH的分层多跳算法相比,更有效地延长了网络寿命,且降低了计算复杂度．     

基于动态规划优化传感器网络寿命的算法

根据多跳无线传感器网络的特点,为了优化网络中节点的生存时间,提出了一种求解无线传感器网络寿命Pareto最优的集中式算法.熵是系统平均程度的度量,通过证明最大熵函数与传感器网络寿命Pareto最优的等价关系,建立了求解传感器网络最大熵函数的动态规划模型,将复杂的多目标线性规划问题转换成单目标动态规划问题.理论分析和仿真研究结果表明,新算法能够快速有效地获得网络寿命的Pareto最优解,达到了优化传感器网络寿命的目的,提高了系统的可实现性并降低了计算复杂度.     

无线传感器网络节能动态任务分配

为了延长网络生存期,减少网络能量消耗,在分析现有无线传感器网络任务分配机制的基础上,提出一种面向分层结构、多跳传感器网络的节能任务分配方法.该算法根据节点工作状态、剩余能量以及能耗,基于熵理论,建立代价函数,结合粒子群优化算法,实现优化任务分配策略.同时,针对无线传感网络动态变化使当前的任务分配策略可能不再是最优的情况,对任务进行动态调整.仿真实验结果表明该分配机制能有效减少无线传感网络计算时间和网络能耗,提高网络寿命.     

无线传感器网络能量均衡路由算法

针对无线传感器网络中节点能量利用不均衡的特点,对其拓扑结构进行分析,建立了路由模型,结合普通遗传算法的基本原理,提出一种基于多目标遗传算法的无线传感器网络路由优化方法.在选择通信链路过程中,综合考虑传输路径的能耗和路径中节点的剩余能量等因素,采用多目标遗传算法求解一条能耗低且剩余能量较充足的路径作为数据传输路径,实现网络中节点能量的均衡化.仿真结果表明,该优化机制有效延长了网络的生命周期,改善了网络的性能.     

基于均衡策略的无线传感器网络协作模型

基于离散空间最优搜索理论中的基于博弈理论的协作策略模型,通过综合考虑无线传感器网络中节点转发数据所付出的代价和利益、节点能耗及相邻节点过去的行为,提出了一种自适应能耗均衡网络协作模型,并给出了相应的数学最优化模型及求解算法。优化的目标是均衡网络能耗和吞吐量,进而最大化网络寿命。模型通过能量因子和转发数据包数量来调节节点行为,使传感器网络的整体能耗趋向均衡。一个数值例子说明,该路由选择策略及求解算法是可行且有效的。     

WSN能耗平衡变长传输研究

WSN中的能量空洞问题影响网络的生存寿命,能量均匀消耗被认为是解决该问题的有效方法.提出了变长传输的策略,将圆形无线传感器网络划分成不同宽度的同心圆环,圆环中的传感器节点采用相同的传输距离,以保证能将数据通过一跳传输到下一环.在已知环数和传感器网络半径的情况下,设计了二分搜索算法计算能耗平衡时环的宽度.数值计算证实能实现传感器能量消耗的平衡,并能求得各环的宽度配置,获得能耗均衡时总能量消耗最小时的环数.     

无线传感器网络自适应占空比媒体访问控制协议

为了减少无线传感器网络能量耗损,通过分析排队论单服务台排队系统模型,结合已有的低占空比无线传感器网络节点媒体访问控制协议和层次网络的结构特点,提出了一种改进的自适应调节占空比无线传感器网络节点媒体访问控制协议.该协议通过节点的队列模型预测下一周期的数据量,从而能够自适应的调整其占空比,降低网络节点的能量消耗.在网络仿真平台上对改进后协议的性能进行了评估.仿真结果表明,在保持网络性能的前提下,改进后协议比无线传感器网络节点媒体访问控制协议的能耗减少48%,延迟减少21%,吞吐量增加33%,显著地延长了整个无线传感器网络的寿命.     

基于频繁项挖掘的空间关联性子簇形成算法

部署在无线传感器网络监测区域的传感器节点周期性地进行感知数据的采集和传输,传感器节点采集数据之间存在的空间关联性会增加采集数据的冗余度和网络能耗.为了延长无线传感器网络的生命周期,提出了一种基于频繁项挖掘的空间关联性子簇形成算法.仿真实验结果表明,该算法与已有算法相比,降低了网络能耗,延长了网络的生命周期,保证了采集数据的质量.     

混合传感器网络在WSN栅栏覆盖的优化研究

在混合无线传感器网络覆盖研究中,移动传感器节点的再定位是栅栏覆盖中的一项重要研究.针对无移动能力的固定节点无法形成有效的栅栏覆盖网络、添加移动节点方法复杂、栅栏长度过长等缺点,为提高修复栅栏覆盖漏洞效率,提出一种由混合无线传感器网络部署的栅栏覆盖.首先通过固定节点形成的Voronoi图判断栅栏的覆盖漏洞,再利用改进的蚁群算法控制移动节点,根据delaunay三角网最短边的搜索策略进行部署,从而形成完整的1-栅栏覆盖.matlab软件仿真分析结果表明:在Delaunay-ACO(D-ACO)算法指导下,实现了移动传感器节点部署过程更简便,优化了混合传感器网络的1-栅栏覆盖策略,能够有效侦测入侵目标,获得更好的栅栏覆盖效果.     

一种能量可计算的星型无线传感器网络协议

提出一种基于双向通信的无线传感器网络的超低功耗协议.通过分析协议的防碰撞原理,给出了网络参数的设计原则,以及传感器节点功耗与传感器网络寿命的关联算法,并通过OMNeT++网络仿真软件对协议进行了仿真验证.结果表明:该方法通过降低协议的复杂度,控制网络的工作流程,有效降低了整个无线传感器网络的能耗,延长了网络的使用寿命,并实现了预测无线传感器网路的寿命.     

Hub:一种无线传感器网络分级能耗平衡方案

针对现有无线传感器网络能耗平衡技术主要侧重于局部负荷分担的问题,提出了一种新的能耗平衡方案.应用感知相关原理和信息梯度的概念实现聚类,并建立类内传输路径;采用逐跳转发和直接转发相结合的混合传输模式,降低同一类内传输路径上不同节点间的能耗不平衡,通过相邻路径间的数据转发,降低类内路径间能耗差异;通过在多条路径中选择高残余能量路径实现类间能耗平衡.仿真结果表明,采用本方案能够有效降低无线传感器网络全网的能耗差异,延长网络寿命;同时本方案对由于不同事件源的活动性差异引入的网络负荷不均衡性具有较强的平抑作用.     

基于改进蚁群的BP神经网络WSN数据融合算法

为了保证无线传感器网络（WSN）在深井中能有效地工作,提出了一种改进蚁群的反向传播（BP）神经网络WSN数据融合算法（IFA-IACOBP）.通过规划蚂蚁运动方向和引入节点剩余能量对蚁群算法启发因子进行改进,优化蚂蚁下一跳节点选择概率,利用改进后的蚁群算法对BP神经网络进行优化,引入井下WSN数据融合,数据经两级融合处理后,能去除大部分冗余信息.仿真实验结果表明,IFA-IACOBP算法能有效减少网络数据通信量,提高数据实时性,降低网络能耗,延长网络寿命.     

改进无线传感器网络路由算法

无线传感器网络是由能量有限的节点组成,高效节能的路由算法是无线传感器网络的基础。针对低功耗自适应分簇（LEACH）路由算法在选择簇首节点及通信过程中能量消耗大的不足问题,提出了一种改进的LEACH路由算法。引入节点剩余能量因素参与簇首节点的选择,有效地降低剩余能量较小的节点成为簇首的可能性,节点之间的数据传输采用单跳和多跳相结合的通信方式,也降低了传感器网络能耗。     

基于自适应蚁群算法的无线传感器网络能量优化

当能量受限时如何降低节点功耗,是无线传感器网络需要解决的首要问题.为解决这一问题,提出了一种基于自适应蚁群算法的无线传感器网络能量优化方法,该方法鲁棒性强、易于并行计算.在对无线传感器的能量优化中,采取了动态概率选择、优化信息素矩阵和遗传变异相结合的过程.通过蚂蚁在不同数量下,传感器节点的最优路径寻找研究对比表明,自适应蚁群算法的总能耗较低,网络节点的生存能力较强,同时,传递数据的总延时较短.     

基于协作式MIMO的无线传感器网络MAC协议设计

基于传感器网络的S-MAC协议,提出一种协作式MIMO通信协议.这个协议能改善无线传感器网络的能量问题,协议中,传统的虚拟簇网络结构与协作式MIMO通信技术相结合,簇间节点选择合适的协作节点搭建等效的MISO系统.并基于能耗模型分析了此协议的能量消耗.结果表明,此协议可以降低节点的传输能量,延长网络寿命.