多sink协同移动的最大化网络生存期优化算法

针对无线传感器网络中因能量消耗不平衡造成的"能量洞"问题,提出多Sink协同移动的最大化网络生存期优化算法。该算法将监测区域分割成有限个虚拟单元格,通过蚁群优化算法ACO(Ant Colony Optimization)协同多Sink节点移动;同时,将多Sink节点在备选位置的停留时间归结为LP(Linear Program),最大化网络寿命。仿真结果表明,LP-ACO(Linear Pro-gram-Ant Colony Optimization)较好地均衡了传感器网络节点间的负载,网络寿命优于多Sink节点静态部署(STATIC)和随机移动(RDM)时场景,且具有良好的可扩展性。     

基于簇首移动的无线传感器网络路由算法

以往的无线传感器网络分簇算法中,簇首位置固定无法移动,缺乏针对网络实时变化的灵活性,在均衡网络节点能量消耗的问题上存在着缺陷。鉴于此,提出一种簇首移动的无线传感器网络路由算法（MCHCA）。MCHCA算法将簇首设置为移动节点,通过网络区域大小及节点传输半径确定合理的移动簇首数目;根据簇内成员的位置坐标和剩余能量的信息,确定簇首每轮所需移动到的最佳位置;移动簇首收集簇内成员的数据并将其融合,传递给Sink节点。仿真结果表明,该算法可以有效地均衡网络节点负载的能耗,提高了网络的生命周期。     

WSN数据收集中移动Sink的路径规划和簇头节点选取问题的综合研究

针对较大规模的无线传感器网络通过多跳传输进行数据收集而引起的能量空洞问题,提出了一种基于移动Sink的簇头节点数据收集算法(MSRDG),该算法基于图论原理,在满足时延性的条件下,综合考虑了普通节点到簇头节点路由和移动Sink遍历路经选取的问题,构建了一条通过的簇头节点尽可能多的移动轨迹。通过NS-2仿真软件对算法的性能进行评估,结果显示出该算法能减少数据的多跳传输,降低无线传感器网络节点的能量消耗,延长网络寿命。     

高斯白噪声信道传感网络能量有效与可靠性研究

无线传感器网络节点的优化可以提高无线传感器网络的性能。基于传感网络的能量消耗特征及数据传输的可靠性与能量消耗间的关系,提出了一种跨层优化方法。它不仅能够均衡能量消耗,延长网络寿命,而且也可保证无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)在加性高斯白噪声信道(Additive White Gaussian Noise Channels,AWGN)下节点间数据传输的可靠性。首先,从数学上严格给出节点个数N*、节点的部署位置d*和节点的传输结构P*、优化问题有解的条件。其次,针对传感器网络距离Sink近的节点耗能较高而离Sink远的节点耗能较低的这一能量消耗特征以及节点数据传输的可靠性与能量消耗成正相关的情况,采用了跨层优化策略,即对离Sink节点近的节点适当降低其可靠性要求以减少能耗从而延长网络寿命,而对于离Sink节点远有能量剩余的节点提高其可靠性以充分利用其剩余能量,从而使得数据传输的可靠性在满足要求的情况下让网络能量消耗均衡,并延长网络寿命。最后,理论分析和实验结果表明,提出的跨层优化方法可以使网络寿命延长10％～90％,使网络的可靠性提高20％,具有较好的意义。     

移动传感器网络中能量均衡分簇及移动策略

无线传感器网络各节点能量有限,如果数据收集节点（Sink）能够移动,则可以大大节约节点能量,从而延长网络的寿命。首先提出一种能量均衡的分簇算法,根据节点地理信息进行分簇,使得节点耗费总能量尽可能小的同时,使各簇能量消耗基本平衡;在此基础上提出一种Sink 移动策略,Sink 优先选择能量较充足的簇收集信息。仿真结果表明,与传统的随机移动算法相比,提出的算法能够显著平衡各族之间的能量消耗,并减少总的网络能量消耗,从而提高网络的寿命。     

基于Sun SPOT平台的无线传感器网络多跳路由协议设计

多跳路由协议是无线传感器网络中的关键技术之一,针对传统多跳传输协议在无线传感器网络的实际应用中存在部署过程过于复杂等问题,设计了一种灵活实用的基于Sink节点控制的无线传感器网络多跳传输协议(Sink Controlling Multi-hop Protocol,SCMP)。Sink节点通过发送命令信息实现对传感器节点的控制,并收集各个节点的路由信息从而获得全局路由,然后对传感器节点的数据传输进行进一步控制。在Sun SPOT平台上对SCMP进行了部署实验,结果表明,基于Sink节点控制的多跳传输协议更加方便灵活,在实际的无线传感器网络应用中具有一定的有效性和可行性。     

基于分簇的移动协助无线传感器网络路由协议

提出了一种基于分簇的移动协助（ CMA）无线传感器网络路由协议。在圆形网络中,Sink以恒定速率做圆周运动,网络初始阶段根据应用时延要求和能量消耗确定移动 Sink的运动半径,按照确定的Sink运动轨迹,将网络进行分簇。然后在Sink通信范围内确定一批普通节点作为汇聚点（ RP）,最后Sink对汇聚节点的缓存数据以及其单跳范围内的簇头进行采集。仿真实验结果表明：与现有的几种路由协议相比,CMA在满足时延要求条件下有效地延长了网络生命周期。     

链状线型WSN中基于梯度的分簇成链算法

针对链状线型无线传感器网络中多Sink特点,提出一种基于梯度的分簇成链算法CLBG(Clustering into Link Based on Gradient),节点选择距离最近的Sink传输数据,避免了远距离传输造成的节点能量消耗。成簇后,簇中节点以簇头为首成链,节点沿链发送数据给簇头,再由簇头通过簇间的多跳传输将数据发往Sink。当链路出现故障时,利用该算法可反向建立传输链路,保证数据及时传输。仿真结果表明,基于梯度的分簇成链算法,能有效节省节点能量,避免节点过早死亡,延长网络的生命周期。     

无线传感器网络追踪系统中的一种高效位置更新机制

在传统的追踪系统中,移动节点需要周期性地向服务器汇报其位置信息.但是随着移动节点数目的增加,这种方式会导致很高的丢包率和快速的能量消耗.同时,在实际的追踪应用中,观察到节点之间距离通常很接近.因此,如果选出部分节点作为代理,由代理节点周期性地汇报位置信息能够极大地减少网络中的消息复杂度和能量消耗.基于此想法,提出了无线传感器网络追踪系统中的一种高效位置更新机制(LUM).在该机制中,移动节点只通过远程代理和近程代理这两种代理节点来更新位置信息.为验证该机制的性能,在真实的实验室环境中布置一个包含38个Micaz节点的原型系统.实验结果显示,与传统方法相比,LUM能够平均减少45%的消息发送和48%的能量消耗.     

一种能耗均衡的WSNs动态数据汇聚方法

无线传感器网络一般采用分簇路由协议实现数据的汇聚,这类协议要求Sink节点的位置固定,并通过节点间多跳接力传输,将数据汇聚到Sink节点。由于网络中不同节点承担中继的负载不同,这会导致某些负载过重的节点能量提早耗尽,从而形成网络空洞。虽然某些路由协议在网络能耗均衡方面做了一定的措施,但仍无法较好的解决该问题。为此提出一种能耗均衡的动态数据汇聚方法,该方法的汇聚节点(Sink)为可移动节点,为平衡网络能耗,利用网络节点的能量为Sink节点确定若干个数据汇聚位置。并结合TSP算法规划Sink节点的最佳移动路径,通过对该算法进行大量的仿真,并与现有的一些方案进行比较,验证了该算法在各种性能指标上的有效性。