高能量有效性的无线传感器网络 数据收集和路由协议

 提出了一种分布式高效节能的无线传感器网络数据收集和路由协议HEEDC.此协议中传感器节点根据自身状态(综合考虑剩余能量、节点密度等因素计算得出的代价因子)自主的竞争簇首,同时为减少簇首节点的能量开销,簇首之间通过多跳方式将各个簇内收集到的数据发送给特定簇首节点,并由此簇首节点将整个网络收集的数据发送给汇聚节点.仿真实验表明,HEEDC协议比起现有的几种重要路由协议(如LEACH、PEGASIS等),能提供更加有效的能量使用效率,延长无线传感器网络的生存周期.因此,使用HEEDC协议的无线传感器网络具有更好的使用性,其监测结果具有更高的可靠性.     

能量感知非均匀成簇路由优化算法

无线传感器网络(WSN)具有的能量有限,其能量利用效率的高低直接影响着网络的生命周期.为了提高无线传感器网络的能量利用效率,提出了一种能量感知非均匀成簇路由优化算法(Energy Awareness Unequal Clustering Routing Optimization Algorithm,EUCR).该算法通过节点在网络中所处的位置确定各节点的邻居节点,并以局部能量选举簇头,各簇头根据其邻居节点构建非均匀分簇网络.同时该算法在路由阶段考虑了簇头的剩余能量和转发代价.仿真结果表明,EUCR算法能有效提高网络的能量利用效率,并延长网络的生命周期.     

基于LEACH协议的无线传感器网络路由算法的改进与仿真

针对无线传感器网络中传感器能量有限的问题,从路由算法的角度出发,提出LEACH协议的低功耗改进方案.本文采用划定区域的方式对LEACH协议中的簇头选举进行改进,从而减少网络中节点分布不均匀的情况对簇头节点能量损耗所造成的影响,并使用NS-2进行协议改进前后的仿真.仿真实验结果表明,协议改进后网络生存期有效增长,能量消耗...     

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。     

基于网格分簇的无线传感器网络节能算法

无线传感器网络中,能量消耗问题一直最受人们关注.为了节省网络能量,针对现有算法存在的冗余节点过多以及能量利用率较低等问题,在以往算法的基础上,提出了一种基于网格分簇的节能算法,即基于网格分簇的无线传感器网络节能算法EABGC(Energy-saving Algorithm Based on Grid Clustering).该算法采用虚拟网格和贪婪算法等来节约网络能量.通过仿真实验,该算法与LEACH协议相比,能减少网络的能量消耗,从而达到节能的目的.EABGC算法,能有效地降低网络消耗,实现节能效果.     

一种基于能量和距离的无线传感器网络分簇路由协议

在无线传感器网络的路由技术中,基于簇的路由算法在拓扑管理、能耗利用、数据融合等方面都有较强的优势.在分析EECS协议的基础上,提出了EECS协议存在的问题,并相应地修改了成簇算法,设计了ADEECS协议,增强了算法的能量均衡性能.在簇头选举阶段总是选择剩余能量最多的节点,在成簇阶段ADEECS协议同时考虑了节点的剩余能量和节点与基站的距离.仿真结果也证明了ADEECS协议相对于EECS很大地提高了网络的生命周期.     

基于节点位置的无线传感器网络分簇路由协议

针对LEACH协议生成非均匀簇造成能量损耗的问题,以网络簇头分布最优和降低能量损耗为目的,从选择簇头节点、形成簇、簇间路由等方面做了改进。经过理论分析和仿真实验与LEACH和LEACH-C算法比较,结果表明,该路由协议的设计使各节点较均衡地消耗能量,节点生存时间更长,延长了整个无线传感器网络的生命周期。     

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。     

无线传感器网络的分区异构分簇协议研究

针对无线传感器网络能量受限和路由协议中节点能量消耗不均衡的问题,提出一种新的无线传感器网络的分区异构分簇协议(PHC协议).该协议的核心是将3种不同能量等级的节点根据能量的不同分别部署在不同区域,能量较高的高级节点和中间节点使用聚类技术通过簇头直接传输数据到汇聚点,能量较低的普通节点则直接传输数据到汇聚点.仿真结果表明,该协议通过对节点合理的分配部署,使簇头分布均匀,更好地均衡了节点的能量消耗,延长了网络的稳定期,提高了网络的吞吐量,增强了网络的整体性能.     

无线传感网络移动分簇路由策略

无线传感网络(WSN)路由协议中,分簇路由具有拓扑管理方便、能量高效和数据融合简单等优点,成为当前重点研究的路由技术。通过研究各种环境下的移动传感器网络,有效地降低能耗则是研究移动无线传感器网络的重要目的之一。针对无线传感网络中移动性问题,基于LEACH协议,利用移动传感器网络中节点距离、速度和剩余能量等因素提出了能量高效的移动分簇路由算法。实验结果表明此算法能够较好地支持节点移动,从而降低网络能耗,延长网络生存时间。     

Performance Optimization Based on Compressive Sensing for Wireless Sensor Networks

A routing algorithm, based on a dual cluster head redundant mechanism combined with compressive sensing data fusion algorithm, is proposed to improve reliability and reduce data redundancy of the industrial wireless sensor networks. The Dual cluster head alternation mechanism is adopted to balance the energy consumption of cluster head nodes. Through the compressive sensing data fusion technology to eliminate redundancy, effectively improve the network throughput of the sensor network. The simulation results show that the proposed algorithm is able to enhance the networks performance, significantly reduces the number of lost packets and extend the network’s lifetime.     

基于改进LEACH的多簇头分簇路由算法

为了降低无线传感器网络(WSN)的能耗,延长网络的生存周期,提出一种多簇头双工作模式的分簇路由算法.算法对低功耗自适应集簇分层(LEACH)协议作了以下改进:采用多簇头双工作模式来分担单簇头的负荷,以解决单簇头因能耗较大而过早消亡的问题;选举簇头时充分考虑节点位置和节点剩余能量,并应用粒子群优化(PSO)算法优化簇头的选举,以均衡网络内各节点的能耗;建立簇与簇之间的数据传输路由,以减少簇间通信的能耗.仿真结果表明,算法有效降低了网络的能耗,延长了网络的生存周期.     

基于TinyOS的无线传感器网络LEACH算法的改进

LEACH协议是无线传感器网络中最流行的分簇路由协议之一.针对LEACH算法簇分布不均匀以及网络能耗不均衡等问题提出了一种高效节能多跳路由算法.在簇建立阶段,新算法根据网络模型计算出最优簇头间距值,调整节点通信半径以控制簇的大小,形成合理网络拓扑结构;在数据传输阶段,簇头与基站之间采用多跳的通信方式,降低了节点能耗.在TinyOS操作系统下,使用nesC语言设计实现了LEACH-EEMH算法.基于TOSSIM平台的仿真结果表明,新算法较LEACH算法在均衡网络能耗、延长网络寿命方面具有显著优势.     

A Centralized Balance Clustering Routing Protocol for Wireless Sensor Network

Routing protocol plays a role of great importance in the performance of wireless sensor networks (WSNs). A centralized balance clustering routing protocol based on location is proposed for WSN with random distribution in this paper. In order to keep clustering balanced through the whole lifetime of the network and adapt to the non-uniform distribution of sensor nodes, we design a systemic algorithm for clustering. First, the algorithm determines the cluster number according to condition of the network, and adjusts the hexagonal clustering results to balance the number of nodes of each cluster. Second, it selects cluster heads in each cluster base on the energy and distribution of nodes, and optimizes the clustering results to minimize energy consumption. Finally, it allocates suitable time slots for transmission to avoid collision. Simulation results demonstrate that the proposed protocol can balance the energy consumption and improve the network throughput and lifetime significantly.     

无线传感网络中基于蚁群的路由算法

In the wireless sensor networks, high efficient data routing for the limited energy resource networks is an important issue. By introducing Ant-colony algorithm, this paper proposes the wireless sensor network routing algorithm based on LEACH. During the construction of sensor network clusters, to avoid the node premature death because of the energy consumption, only the nodes whose residual energy is higher than the average energy can be chosen as the cluster heads. The method of repeated division is used to divide the clusters in sensor networks so that the numbers of the nodes in each cluster are balanced. The basic thought of ant-colony algorithm is adopted to realize the data routing between the cluster heads and sink nodes, and the maintenance of routing. The analysis and simulation showed that the proposed routing protocol not only can reduce the energy consumption, balance the energy consumption between nodes, but also prolong the network lifetime.     

LEACH协议的改进与仿真分析

在深入分析无线传感器网络路由协议设计目标的基础上,由于低功耗自适应分簇路由协议（LEACH,Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）簇头既要融合簇内节点发送来的数据又要将处理后的数据发送给基站,导致能量消耗较大。因此融入负载平衡和簇内成链的思想对LEACH协议进行改进,通过贪婪算法使簇内节点数据传输采用链式传输,让簇头工作时间尽量延长,使簇的稳定阶段时间提高,全网节点负载均衡。通过NS2对改进的LEACH协议进行仿真分析,结果表明改进的LEACH协议网络寿命极大延长。     

一种基于K-means的WSN移动汇聚路由算法

无线传感网络(Wireless Sensor Network,WSN)作为一种资源受限的网络,网络中节点的能耗直接影响了网络的性能。因此,均衡网络中的能耗,延长网络的生命周期,成为设计WSN路由算法的重要目标。于是,在LEACH-C协议的基础上提出了一种移动汇聚路由算法。分簇阶段由Sink节点计算最优簇首个数,通过K-means聚类将网络中的节点划分至不同的集群,选择通信成本最低的节点作为各集群的簇首。稳定传输阶段通过移动Sink进行数据采集,针对不同的延迟分别规划Sink节点的移动轨迹。MATLAB仿真结果表明,与LEACH和LEAHC-C算法相比簇首的分布更合理,结合Sink节点的移动策略能有效均衡网络能耗,延长网络的寿命。     

无线传感器网络中数据汇聚方案的研究

针对分簇网络拓扑结构中簇头节点能量消耗过快,综合考虑了节点的密集程度和剩余能量,采用节点自适应的簇头选择算法,选择部署越集中和剩余能量越大的节点作为簇头节点。同时节点引入了新鲜性信息熵模型,通过比较前后两次接收到的数据的差别程度,设置一个参考阈值来判断是否转发数据。这种数据汇聚算法有效地降低了数据的冗余,减少了能量消耗,增加了带宽利用率,延长了网络的生存期。     

交通路灯监控系统的无线传感网链状路由算法

在交通路灯监控系统中为节省网络节点能耗和降低数据传输时延,提出一种无线传感网链状路由算法（CRASMS）。该算法根据节点和监控区域的信息将监控区域分成若干个簇区域,在每一个簇区域中依次循环选择某个节点为簇头节点,通过簇头节点和传感节点的通信建立簇内星型网络,最终簇头节点接收传感节点数据,采用数据融合算法降低数据冗余,通过簇头节点间的多跳路由将数据传输到Sink节点并将用户端的指令传输到被控节点。仿真结果表明：CRASMS算法保持了PEGASIS算法在节点能耗方面和LEACH算法在传输时延方面的优点,克服了PEGASIS 算法在传输时延方面和LEACH算法在节点能耗方面的不足,将网络平均节点能耗和平均数据传输时延保持在较低水平。在一定的条件下,CRASMS算法比LEACH和PEGASIS算法更优。     

一种负载均衡且能量高效的水下传感网络分簇协议

针对水下无线传感网络能量效率低、生命周期短的问题,提出了一种负载均衡且能量高效的水下分簇（load balanced and energy efficient underwater clustering,LBEEUC）协议。该算法在分簇过程中首先根据节点的经验负载来确定节点所在区域簇头的比例,使经验负载大的区域分布较多的簇头,分担数据转发的任务,均衡网络的能耗;其次在节点入簇时,在簇内设置中继节点,用于均衡远离簇头节点的传输能耗,并提前进行数据融合,减少数据冗余;最后在建立簇间路由时,利用Q 学习算法根据路径消耗的总能量最小的原则选择最优传输路径。仿真结果表明,本算法有效地均衡了网络的能耗,提高了能量利用效率,进而提高了网络的生存时间。