无线传感器网络能耗分析与策略研究

无线传感器网络技术得到了广泛应用,但是该技术一直受能量的制约,因此能量始终是无线传感器网络的核心问题。通过对传感器节点结构与网络体系的分析,得出了传感器网络的能耗特性。为了延长无线传感器网络的生命周期,对传感器节点工作能耗与传感网络能耗做了具体研究,再从低功耗节点设计、网络协议及环境中能量补给三个方面总结出了一套有效的节能策略。     

通用可编程声测传感网智能节点及其应用

介绍了一种适用于声测传感网络的智能被动声探测节点设计与实现.该节点由南京理工大学研制,采用传声器阵列形式和具有强处理能力的控制器,具有多种通信接口方式,易于组网.当前常用的声测传感网络节点通常仅具有声信号采集功能,与之相比,本文所述智能节点由于能够在节点级完成声源信号检测、分离以及测向等工作,显著降低了网络通信数据量要求,在复杂或恶劣的野外工作环境下具有更高的能量和带宽利用效率.介绍了该节点在军事和民用等领域的应用实例,同时展望了其潜在的广阔应用前景.     

无线传感网络MAC层的节能协议S-MAC性能研究

能耗是无线传感网络研究的核心问题,也是其网络性能重要参数之一.WSNs节点的生存周期主要取决于节点的能量消耗,针对无线传感网络WSNs低速率的特点,本文对其网络节点能耗做了分析研究,讨论无线传感网络MAC层的能耗管理与节能措施,从周期性监听和睡眠,冲突和串音避免,长信息传递等方面介绍与分析了S-MAC协议在WSNs中节能的合理性与实用性.     

一种改进的基于时间竞争成簇的路由算法

为平衡无线传感器网络中的簇头负载并进一步降低多跳传输能耗,文中提出了一种改进的基于时间竞争成簇的路由算法。该算法通过限制近基站节点成簇入簇,以防止近基站节点成簇入簇的节能收益无法补偿成簇入簇能耗;利用基站广播公共信息和基于时间机制成簇,以减少节点基本信息交换能耗;通过候选簇头中继来平衡簇头负载。候选簇头的评价函数综合考虑了剩余能量和最优跳数的理想路径,以期在保持中继负载平衡的基础上尽量降低多跳能耗。仿真结果显示,该算法较LEACH和DEBUC算法延长了以30%节点死亡为网络失效的网络生存周期,表明该算法在降低节点能耗和平衡负载方面是有效的。     

多媒体传感网中一种基于优化覆盖及压缩代价评估的节能机制

为降低无线多媒体传感网能耗,利用贪婪算法调整节点传感方向,实现优化覆盖并降低了传感开销.同时,对节点数据压缩代价进行评估,使其以最小的能量代价传输数据,并根据多媒体事件流规律,优化网络生存时间.仿真结果表明,本方法在延长网络生存时间方面表现出了较好性能.     

传感器网络中的节点能耗监测软件设计与实现

为了有效延长节点工作寿命,设计一种新型的传感器网络节点能耗监测软件。传感器网络节点能耗监测系统的硬件主要由FPGA和控制板组成,所设计的软件将针对二者的工作流程进行控制。FPGA使用软件给出的采集程序和节点能耗识别码,进行传感器网络节点能耗数据的持续采集和模数转换。被转换成数字信号的节点能耗数据将被采集程序封装并传输到控制板。控制板根据数据读取流程对封装数据进行重构,获取完整的节点能耗数据并进行解析,给出节点能耗调节建议,实现对传感器网络节点能耗的监测。经实验验证可知,所设计的软件监测距离较远、传感节点工作寿命延长性能颇佳。     

无线传感器网络S-MAC协议分析

S-MAc协议是weiYe等人在IEEE802．儿协议的基础上,针对WSNs网络能量有效性而提出的一种专用于WSNs网络的节能协议。S-MAC协议主要使用三种新技术来减少能耗：节点周期性的休眠,邻节点形成虚拟簇在休眠制度上自同步,以及利用消息传递机制来发送长包,减少竞争反应时间。本文将对无线传感网络（WSNs）的节点能耗问题进行讨论,并对无线传感器网络MAc层节能协议进行分析。     

具有路径能耗优化特性的WSN无标度容错拓扑控制算法

针对数据传输型的大规模无线传感网络中路径能量损耗问题,建立在多跳模式下的网络路径能耗优化模型,得出可以使网络通信能耗最小的节点度取值规律。依据节点度的最优取值,通过控制网络平均节点度的适应度模型来构建网络拓扑,提出一种具有路径能耗优化特性的无标度容错拓扑控制算法EETA(energy efficiency topology algorithm)。动态性能分析表明,由该算法生成的网络拓扑,其节点的度分布服从幂律,具有无标度拓扑的强容错能力。仿真实验结果显示,该算法同时也降低了网络路径能量消耗,具有路径节能性。     

无线多媒体传感器网络中能量高效的采样与传输方法

提出了一种多媒体传感器网络节能数据采样与传输方法。利用Voronoi图来调节节点的传感方向以提高网络覆盖度,并通过可变采样粒度的周期性传感,降低采样能耗。同时,基于色块匹配,进一步降低了数据传输开销。仿真结果表明,在延长网络生存时间方面表现出了较好性能。     

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。     

无线自组传感器网络中基于能量的超宽带多路径路由算法

The Energy based Ultra-Wideband Multipath Routing (EUMR) algorithm for Ad hoc sensor network is proposed. It utilizes the function of UWB positioning to reduce the network communication delay and route overhead. Furthermore, the algorithm considers energy consumption, the residual energy and node hops of communication paths to make energy consumption more balanced and extend the network lifetime. Then routing which is stable, energy-saving and low-delay is realized. Simulation results show that the algorithm has better performance on saving energy, route overhead, stability and extending network lifetime.     

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.     

LEACH协议中的最佳建簇概率

无线传感器网络中,传感器节点是通过携带能量有限的电池供电,因此如何有效利用能量,延长节点的生命周期是无线传感器网络首要研究的问题。为了达到降低网络能源消耗的目的,本文在第一顺序无线电模型的基础上利用能量消耗的关系得到了典型分簇路由协议LEACH的最佳建簇概率。研究结果表明,当分簇数目小于最佳建簇数目时,传感器网络每轮消耗的总能量就会以指数方式增加,说明确立最佳建簇数目可以降低网络能耗,从而提高无线传感器网络的整体生存时间。 更多还原     

无线传感器网络关键节能技术及节能策略研究

无线传感器网络（WSN,Wireless Sensor Network）是一种由传感器、数据处理单元和通信模块集成的微小节点通过自组织方式构成的网络,其节点通常采用无法替换的电池供电,有限的能量使得节能问题成为无线传感器网络的研究重点方向。本文介绍了传感器的能耗情况,结合已有研究重点分析了关键节能技术及节能策略,并指出了研究方向。     

无线传感器网络中基于概率的能量平衡算法

各传感器节点的能耗不平衡严重地影响了无线传感器网络的生命周期。该文提出了基于传输概率的能量平衡算法。首先把圆形区域网络模型划分成若干圆环,每一圆环中的传感器节点以混合传输的方式传输数据。其次,为使每个传感器节点能耗均衡,提出了一种混合传输概率求解算法,获得一组传输概率决定节点传输数据的方式,从而更好地平衡网络能耗。然后对圆环宽度进行了分析和优化。仿真结果证明这些算法可以有效地降低网络能耗,延长网络生命周期。     

Improved ant colony-based multi-constrained QoS energy-saving routing and throughput optimization in wireless Ad-hoc networks简

In order to establish a route supporting multi-constrained quality of service（QoS）, increase network throughput and reduce network energy consumption, an improved ant colony-based multi-constrained QoS energy-saving routing algorithm（IAMQER） is proposed. The ant colony algorithm, as one of the available heuristic algorithms, is used to find the optimal route from source node to destination node. The proposed IAMQER algorithm, which is based on the analysis of local node information such as node queue length, node forwarding number of data packets and node residual energy, balances the relationship between the network throughput and the energy consumption, thus improving the performance of network in multi-constrained QoS routing. Simulation results show that this IAMQER algorithm can find the QoS route that reduce average energy consumption and improves network packet delivery ratio under the end-to-end delay and packet loss ratio constraints.     

无线传感器网络自适应目标跟踪节点调度算法

在无线传感器网络中,设计合理的节点调度算法是提高网络感知能力、降低系统能耗的关键。在分析节点能耗模型的基础上,针对移动目标跟踪型网络应用,提出一种高能效的无线传感器网络自适应节点调度算法ANSTT。该算法根据节点对移动目标的感知能力,以及节点的相对剩余能量水平,自动调整节点工作模式。仿真实验表明,ANSTT算法在维持低感知延时、高目标感知率的同时,可有效降低系统能耗,延长网络寿命。     

Energy Efficient Four Level Cooperative Opportunistic Communication for Wireless Personal Area Networks (WPAN)

For wireless sensor networks (WSNs), energy is a scarce resource. Due to limited battery resources, the energy consumption is the critical issue for the transmission as well as reception of the signals in the wireless communication. WSNs are infrastructure-less shared network demanding more energy consumption due to collaborative transmissions. This paper proposes a new cooperative opportunistic four level model for IEEE 802.15.4 wireless personal area network. The average per node energy consumption is observed merely about 0.17 mJ for the cooperative wireless communication which proves the proposed mechanism to be energy efficient. This paper further proposes four levels of cooperative data transmission from source to destination to improve network coverage with energy efficiency.     

一种基于新型欠压闭锁电路的能量收集方法

目前自供电无线压电传感器网络已被广泛应用在智能家居及环境监测等领域.组成网络的每个压电传感器节点需要完成不同功耗的任务,如数据采集、存储等低功耗任务和数据无线传输的高功耗任务.针对低功耗和高功耗任务,该文设计了基于新型欠压闭锁电路的双模组能量收集电路,电路具有蓄能周期短和容量大的特点,可分别用于低功耗任务的低功耗级蓄能...