无线传感器网络分簇拓扑的覆盖区域节点调度优化算法研究

利用区域分割的方法建立了一种覆盖区域冗余节点的优化调度机制,实现对完全覆盖区域内冗余节点的休眠调度,并将该机制引入无线传感器网络的分簇结构中,提出一种基于分簇拓扑的节点调度优化算法。算法通过控制簇内冗余节点进行休眠,减少簇首的数据通信量和簇成员中工作的冗余节点个数,降低了网络能耗。仿真结果表明,与未考虑冗余节点休眠调度的分簇算法相比,该算法有效提高了网络能量利用率,延长了网络生命期。     

一种三维无线传感器网络节点调度算法

在三维无线传感器网络中为了满足指定的覆盖率要求,同时使活动节点数最少,提出了一种基于邻节点分类的调度算法。将邻居节点按距离分类,分析了每类邻居节点的网络覆盖率与活动节点数[k]之间的约束关系,根据此约束关系判断节点是否冗余,并通过回退机制休眠冗余节点。理论分析和仿真结果表明,该算法能在满足指定覆盖率的条件下有效判别和休眠冗余节点,从而延长网络的寿命。     

基于数据相似度的无线传感器网络节点休眠调度策略

针对无线传感器网络中感知数据高度冗余、网络能量不均衡等问题,提出一种基于数据相似度的节点休眠调度策略(N3SDS)。N3SDS利用不同子周期采集的感知数据间的相似度构造模糊等价矩阵,根据节点邻居表与相似度阈值的聚类标 准进行聚类分析得到冗余节点,为避免感知盲区,针对冗余节点的不同聚类情况综合考虑节点的相对位置及剩余能量?进一步筛选出休眠节点并进行休眠调度,从而减少冗余数据收集。仿真结果表明,与ESSM和SSTBC相比N3SDS的网络寿命分别延长了28.2％和72.4％,数据准确度分别提高了5.4%和18.1%,有效地减少冗余数据收集,均衡节点能耗。     

基于闭合包围方法的传感器网络节点调度

在没有地理位置信息的情况下,针对存在大量冗余传感器节点的传感器网络的节点调度问题,设计了一种基于闭合包围的冗余节点调度算法(RNSCE算法).该算法首先定义了闭合包围的概念,并给出了其相关性质;然后,提出了基于闭合包围方法的冗余节点以及覆盖空洞边界节点的判定规则;最后,提出了冗余节点调度方法,包括节点的休眠调度和覆盖空洞的修复两个方面.仿真结果表明,本文算法可以很好地维持网络初始覆盖性能,并有效降低活跃节点的数量.     

面向异构网络的基于 k-覆盖的休眠调度算法

异构无线传感网络WSNs(Wireless Sensor Networks)的多数监测应用要求兴趣区域FoI(Field of Interest)是k覆盖(k-cover),且k≥1.而冗余节点被安排为休眠,进而最小化能量消耗.为此,提出面向异构网络的基于k-覆盖的冗余节点休眠算法k-CRSS(k-cover based sleep Scheduling algorithm for redundant node).k-CRSS算法引用概率方法判断节点是否为冗余节点,并推导判断一个节点是否为冗余节点的概率表述式.然后,引用调度算法识别所有冗余节点,并让它们进行休眠,且在FoI内不出现覆盖空洞.k-CRSS算法属分布式算法,并无需任何地理信息,仅通过少量控制消息收集邻居节点信息.实验数据表明,k-CRSS算法通过调度算法减少了活动节点数,进而延长了网络寿命.     

无线传感器网络节点调度优化分簇算法研究*

节点调度优化分族算法根据网络节点部署的特点,在不影响网络服务质量的情况下,通过冗余节点调度优化分族的方法能有效减少网络中工作节点的数量,从而节约网络平均每一轮的网络能耗.仿真结果表明,与未考虑冗余节点状态调度的算法相比,节点调度优化分簇算法有效提高了网络能量利用率,延长了网络寿命.     

无线传感器网络覆盖质量与节点休眠优化策略

研究网络优化安全可靠性问题,在无线传感器网络中,网络的能量有限,为了降低能耗,针对提高覆盖质量和降低能耗是一对矛盾,需要权衡考虑,可通过使部分节点休眠的方法来降低能耗,为了保持较高的覆盖质量,又需要较多的活跃节点.提出了一种无线传感器网络覆盖质量与节点休眠优化策略,对传感器节点随机冗余部署和随机休眠方案,建立覆盖质量与节点休眠之间关系的理论模型,引进调整覆盖质量与节点休眠的权衡问题,采用粒子群算法寻求两者间的最优化组合进行仿真,验证了模型的正确性及优化策略的可行性,为无线传感器网络节点休眠调度机制的实际应用提供了依据.     

自适应退避调整介质访问控制算法的优化研究

在无线传感网中,为了使整个网络持续高效地工作,需要降低节点能耗、减少网络时延以及提高网络吞吐量。为此,提出一种自适应退避调整消息认证码算法,每个节点根据当前网络状态采用一个固定传输尝试率并且动态调整其退避窗口大小,从而对成功传输一帧长度的时隙进行调整。仿真结果表明,与基于模型的帧调度算法和渐近最佳退避算法相比,提出的算法可有效减少网络时延,提高网络吞吐量。     

基于空间分辨率的无线传感网节点调度策略

节点调度策略是解决无线传感器网络(WSN)能量受限和覆盖高度冗余的一种有效方法,但在节能的同时又必须满足覆盖率的需求。针对随机调度中的能量消耗不均衡且使用不合理等问题,提出一种基于空间分辨率的节点调度策略。该策略通过控制区域中的活动节点数来保障网络的覆盖率要求,并利用剩余能量来均衡化各节点的能耗。同时借助邻居节点保障机制,一方面关闭休眠节点的实时监听,减少不合理的能耗;另一方面缓解节点轮休时可能出现的覆盖漏洞问题,有效保障网络覆盖率。仿真结果表明,该策略在网络覆盖率、生存期以及节点间的能耗均衡度等方面的性能表现优于Gur Game等调度算法。     

基于Memetic算法的WSN分簇协议的研究 *

针对无线传感器网络的寿命和覆盖优化,提出了一种基于Memetic算法和节点休眠-唤醒调度策略的复合文化基因聚类协议(Composite Memetic Algorithm Clustering Protocol,CMACP)。算法首先运行文化基因算法初始化需要激活的节点并规划相邻冗余节点,其中遗传算法和局部搜索算法能保障得到最优的初始节点分布。随着网络的运行,当某个节点因能量耗尽而丢失覆盖目标时,休眠调度策略选择激活最优相邻节点弥补覆盖漏洞。仿真实验表明,与其他WSN分簇协议相比,CMACP能较好的延长WSN稳定周期生存时间,并且提高WSN对感知区域的覆盖能力。     

基于CoreOS面向负载整合的集群调度研究

CoreOS是基于Docker的新型容器化集群服务器操作系统,发展迅速,已经得到OpenStack、Kubernetes、Salesforce、Ebay等主流云服务商的支持,云环境中负载是动态的,相应的其资源需求是动态变化的,这给集群资源高效利用带来了挑战,静态预分配峰值资源的策略带来云端资源的巨大浪费,同时空转的计算浪费大量能耗.本文提出的面向负载整合的集群调度系统（简称LICSS）实时监控集群负载分布情况,调度时使用紧凑式调度策略分配计算节点,运行时利用任务迁移技术对负载进行动态整合,实现及时收集释放空转资源降低资源能耗浪费的目的.LICSS系统设计实现了节点负载度量、任务度量、负载整合算法,并测算出节点自适应负载阈值.实验表明,LICSS系统能够根据不同时段集群负载动态变化情况对负载进行有效整合,提高了12.2%的平均资源利用率,并且基于任务整合在低负载时段触发富余节点休眠降低集群能耗.     

无线传感器网络最小覆盖能量优化算法

在无线传感器网络中,位于基站周围的节点由于负责所有探测数据的转发任务而能量消耗水平较高。为了均衡基站周围节点的能量消耗,提出一种合理有效的节点轮换休眠机制。使得网络中大量冗余节点处于休眠状态,从而减少基站周围重要节点的负载。基于这种想法提出了冗余节点判定定理,基于Voronoi图寻找最大可休眠节点集,设计了最小连通覆盖算法（FBSW）寻找网络中可休眠的冗余节点,有效地延长网络的生命周期。仿真结果证明,该算法的运行复杂度优于贪婪算法,由于冗余节点轮换休眠,整个网络的能量节约了20.01%以上。     

高效节能的WSN非均匀分簇节点调度算法研究

针对目前无线传感器网络分簇算法中存在的节点能量消耗不均衡,大量节点工作导致信息冗余和能量浪费等问题,提出一种高效节能的WSN非均匀分簇节点调度算法EEBUC（Energy-Efficient and Balanced Unequal Clustering Nodes Scheduling）。该算法在簇的形成阶段,考虑候选簇首离汇聚点的距离、所在区域的节点密度和节点能量形成非均匀的竞争范围,构造大小不等的簇,平衡簇内和簇间的通信能耗;同时结合调度簇内冗余节点方法,减少网络中每轮工作节点数量,提高网络能量利用率。利用OMNET++仿真软件进行仿真,实验结果表明,EEBUC算法能有效节约网络能量,均衡节点能耗,比LEACH 协议和EEUC协议分别延长网络寿命203%和50%。     

保持覆盖的无线传感器网络簇内节点调度方法

为了延长无线传感器网络的生命周期,提高节点能量利用效率,将簇与节点调度相结合,提出了保持覆盖的无线传感器网络簇内节点调度。首先将网络分簇,然后每个簇内的节点,按节点号自小到大的顺序依次计算每个节点与簇内邻居节点的距离,并判断所有距离小于监测半径的邻居节点能否对自己实现圆周覆盖,从而判断自己是否是冗余节点。利用Matlab仿真表明,一方面该算法可以有效减少网络的能量消耗,延长网络生命周期;另一方面该算法的调度效率与网络节点密度以及节点监测半径都有密切关系。     

基于目标覆盖的异构有向传感器网络分布式节点调度策略

针对无线传感器网络服务质量会随着网络运行而下降的现象, 研究随机部署的有向传感器网络的节点调度问题, 提出分布式的节点感知方向调节算法, 各节点利用相邻节点间的信息交换, 计算出各自的最佳感知方向, 从而使得网络在满足覆盖需求的同时减少活跃节点数目, 进而达到降低能耗、提高通信质量的目的. 为均衡网络能耗, 进一步设计了冗余节点调度协议, 周期性地重构网络拓扑. 仿真结果表明了所提出算法的有效性.     

一种适用于煤矿井下无线传感网的能量均衡路由协议

矿井无线传感网的拓扑呈长距离带状,节点间能耗不均问题十分严重。非均匀分簇策略能从全局均衡节点能量负载,在矿井中具有良好的适用性。针对矿井传感网的带状特性提出了一个簇规模自适应调节的能量均衡分簇路由协议。协议根据节点离汇聚点的距离、剩余能量及分布密度来构造规模不等的簇。簇首的竞选以节点相对于周围候选者的能量水平为依据,避免了低能量节点被当选为簇首。簇间多跳路由算法依簇首近似线型的分布特点设计,不但考虑链路能耗最优,亦注重转发节点间的能量均衡。模拟实验结果表明,该路由协议显著平衡了网中节点能耗,延长了网络生存时间。     

基于电量检测的WSNs智能休眠方法

为使无线传感器网络（WSNs）中传感器节点的电池电量得到充分利用并降低传感节点能量消耗,提出了一种基于传感节点电量检测的WSNs智能休眠方法,以达到智能化管理WSNs传感节点电池电量的目的。详细地论述了WSNs智能休眠方法的设计思路和实现方法。测试结果表明：此休眠方法可＂智能＂地降低WSNs节点的功耗,为WSNs的进一步发展与应用奠定了一定的基础。     

基于节点轮换的无线传感器网络节能策略研究

针对节点冗余造成无线传感器网络(WSN)瓶颈节点能量消耗过快的问题,提出了一种基于节点轮换休眠的能量优化方法.首先建立了WSN能量优化的多目标数学模型,利用多目标规划问题的标量化处理将问题转化为单目标优化问题.然后提出节点轮换休眠策略算法.实验表明,本算法对WSN优化后的能量节约率在20%以上,且瓶颈节点能量消耗更加均匀.因此它能有效提高无线传感器网络的性能,是一种应用性较强的WSN能量优化算法.     

无线传感器网络中基于分簇和休眠的组播路由

针对无线传感器网络中节点的能量效率和能耗不均衡问题,提出一个组播路由方法。通过把簇以一跳相邻节点为单位重分为更小的子簇,并根据接收消息的延迟把子簇分为不同的等级。对不同等级中的子簇头使用同步非对称休眠机制,对子簇内部的节点使用同步对称的休眠机制,使节点在不接收信息时尽量处在节能的休眠状态。仿真结果表明,该算法能减少能耗并延长网络生存时间。     

无线传感网中三维覆盖控制和节点调度的研究

无线传感器网络中采用二元感知模型方法计算休眠冗余节点具有局限性和不精确性.本文考虑到实际应用环境对节点感知能力的影响以及传输过程中的路径损耗问题,对监测区域采用三维网格建模,并在概率感知模型的基础上提出一种概率感知衰减模型,同时对当前二维覆盖控制算法存在的各种局限性,提出了一种基于概率的分阶段冗余唤醒策略.仿真结果表明,该算法均衡了网络节点能量,实现了网络能耗的有效性,延长了网络的生存期.