多级异构无线传感器网络高能效多跳分簇路由算法

在无线传感器网络中开发一个高效节能的路由算法需要充分利用有限的能量。针对现有异构无线传感器网络分簇路由算法未考虑节点距离基站的位置,以及在路由传输方面多是采用单跳路由机制,从而造成能量空洞等问题。文中将提出一种多级异构无线传感器网络高能效多跳分簇路由算法,该算法将节点位置与剩余能量作为考虑因素来选举簇头,增加距离基站近且剩余能量高的节点被选举为簇头的机率,同时采用多跳与单跳相结合的自适应路由通信机制,均衡全网能耗、提高全网能效。理论和仿真实验结果表明该算法在存活节点和网络吞吐量等性能方面优于现有算法。     

一种基于LEACH的新型WSN路由算法

LEACH是针对无线传感器网络设计的低功耗自适应分簇聚类路由算法,与一般的平面多跳路由算法相比,LEACH算法可以将网络生命周期延长15%.但是,LEACH算法存在簇首开销较大、重复性成簇过多地浪费系统资源以及簇规模分布不合理等等不足.针对LEACH算法的不足,从簇的形态、成簇方式和簇首选择依据等方面对其进行了改进.改进后的算法采用固定分簇的方式;形成的簇是不均匀簇,即靠近Sink节点的簇的半径较大,而远离Sink节点的簇的半径较小;簇首选择的依据是节点的剩余能量.仿真实验证明,改进后的算法具有更高的能量使用效率.     

基于蜂窝网络区域划分的节点定位算法

针对无线传感器网络节点在非测距的情况下定位误差较大的问题,采用将锚节点布置在每个单元蜂窝顶点以及中心处的部署方案,利用整个网络的几何特征进行区域划分;根据节点之间的跳数关系,将未知节点的估计位置与满足条件的区域一一对应起来,完成未知节点定位.利用MATLAB7.0仿真环境进行了算法仿真试验并分析了试验结果.对于单元蜂窝网络和簇蜂窝网络,在锚节点密度相同的情况下,定位误差为20％左右,且定位精度的变化趋于稳定,因此,算法更适合大规模网络节点定位.     

一种无线传感网络能量感知的事件检测算法

针对无线传感网中事件检测节点能量消耗过快和不均匀问题,提出了一种动态可调的能量感知事件检测算法AEEDA。该算法采用分布式判别和分簇思想将网络节点分成许多簇结构,簇首负责汇聚事件检测的数据。簇内事件区域检测是由簇首根据事件空间相关性进行判别;跨簇事件区域检测是相邻簇间簇首根据簇边界节点数据进行判别。算法运行过程中,根据簇首节点的能耗进行动态调整簇首,以平衡节点的能耗。实验结果表明所提算法在检测精度、能耗均衡性和生命周期方面具有优势。     

无线传感器网络簇间多跳传输算法的研究

针对由不同功能的传感器构成的无线传感器网络,提出了一种基于权值的簇间多跳传输算法。该算法根据网络中节点能量分布的不同,引入权值因子进行簇首选举,在接下来的数据传输阶段采用了簇间多跳的传输方式。仿真结果证明该算法能够降低簇头能量消耗,均衡网络负载,从而延长网络生存时间。     

面向工业现场监测的无线传感器网络结构设计

对面向工业现场监测的无线传感器网络进行了分析,根据实际需求,以节约能耗为主要目标分别对网络分簇算法和簇间传输路径进行了优化设计。基于HEED分簇算法进行节点分簇,使得簇首节点较平均地遍布整个网络,并解决了边界区域可能出现的孤立节点问题;基于Dijkstra单源最短路径算法对簇间传输路径进行了优化设计,约束经过每个簇首节点的最大节点数,避免单个节点的过度消耗。经对比分析,文中的设计方案可有效节约节点的能量、均衡网络中各节点的能耗,延长网络的生存时长。     

无线传感器网络路由协议改进方案

针对无线传感器网络中节点能量的有限性问题,在LEACH协议基础上,采用新型的簇首选择机制,通过考虑候选节点的剩余能量、地理位置等参数来优化簇首选择,从而避免了低能耗和位置不佳的节点被选为簇头;同时为避免簇头节点能耗过多,引入节点度的概念;然后根据簇头离基站的距离对区域进行划分,实现多跳传输,进而保证了网络内节点能量负载的均衡性。仿真实验结果表明,新的算法机制能够更好地均衡网络内的节点能量,从而延长了节点与网络的寿命。     

基于BWAS的无线传感器网络动态分簇路由算法

为加快无线传感器网络路径搜索速度,减少了路径寻优能量消耗,提出了基于最优-最差蚂蚁系统(best-worst out system,简称BWAS)算法的无线传感器网络动态分簇路由算法.该算法是基于无线传感器网络动态分簇能量管理模式,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,以多跳接力方式将数据发送至汇聚节点.BwAS算法在路径搜寻过程中评价出最优最差蚂蚁,引入奖惩机制,加强搜寻过程的指导性.结合动态分簇能量管理,避免网络连续过度使用某个节点,均衡了网络节点能量消耗.通过与基于蚂群算法(ACS)的路由算法仿真比较,本算法减缓了网络节点的能量消耗,延长了网络寿命,在相同时间里具有较少的死亡节点,具有较强的鲁棒性.     

组合能量圆分布无线传感器网络分簇路由与拓扑形成算法

提出一种圆分布无线传感器网络的组合加权能量均衡分簇与路由算法(CW-EBCR).算法综合考虑了节点的度、节点能量水平、节点到其邻居节点的平均距离、以及节点当选簇首的累计时间,距离sink基站的距离等因素,在考虑最优簇数的基础上,周期性成簇,并实现了簇的自维护.仿真和分析表明:算法可以很好地实现圆分布无线传感器网络簇内和簇间能量均衡,较ACO-EBR算法延长20%的网络生存期.     

基于多通信半径和改进遗传算法的DV-Hop定位

针对无线传感器网络定位算法中DV-Hop(distance vector-hop)算法定位精度不高的问题，从跳数和跳距两方面进行优化，提出了一种利用多通信半径和改进遗传算法优化的DV-Hop定位算法。首先，设置节点的通信半径为多个，细化节点间的跳数，降低跳数误差；其次，将局部搜索能力强的禁忌搜索算法与遗传算法相结合优化信标节点的平均跳距；最后，采用加权的方式修正未知节点的平均跳距，降低跳距误差。仿真结果表明：在同等条件下，本文改进算法比传统DV-Hop算法和有关改进算法定位精度更高。