基于Q-Learning的无线传感器网络生命周期平衡路由

无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)由于容易部署和安装成本低等优势,受到学术界和工业界的广泛关注。然而无线传感器网络的节点在能量、计算能力、存储能力和带宽等方面都存在很大的局限性,复杂的传统网络路由协议无法直接应用到该网络中,因而简单高效的路由协议成为无线传感器网络的研究重点。为了延长传感器的工作时间,文章基于增强学习算法提出一种平衡无线传感器网络生命周期的路由协议Q-WRP。该协议综合考虑了节点的能量、到汇聚节点的跳数、传输时延等信息,为每个转发节点分配计算一个转发质量(即Q值),最终根据各转发节点Q值的大小选择出最优的转发路径。NS2仿真结果表明,该算法延迟了网络第一个死亡节点的出现时间,可以有效平衡网络节点的生命周期。     

基于位置和能量的水下无线传感网路由协议

为了保证水下三维无线传感器网络对监测区域的高覆盖率,并减少网络中节点数量以降低组网成本,选用体心立方格结构进行传感器节点的部署。为了将节点收集到的信息高效地传递给网络使用者,提出了一种体心立方格部署下的网络路由协议。该协议基于节点位置与能量信息计算对数据包的转发概率,在保证数据包高投递率的同时减少冲突的发生;利用后续转发节点的反馈信息检测网络空洞的出现,并通过控制发送功率来改变节点的通信范围以穿越空洞。仿真结果表明,在保证网络连通性及数据包投递率的同时,该协议能够提高网络能量利用效率、平衡节点的能量消耗。     

一种可调节转发区域的水下传感器路由

水下无线传感器网络路由是水下物联网重要组成部分,可靠高效节能是水下无线传感器网络路由最关心的问题;针对水下无线传感器网络节点路由中能量消耗不均衡和过多冗余转发增加能耗而导致水下无线传感器网络生存周期缩短的问题,提出一种可调节转发区域的水下传感器路由协议(ESAFDBR);ESAFDBR路由协议考虑了当前节点深度和剩余能量,还考虑节点两跳邻域内信息,以这种方式有效减少网络遇到空洞的可能性,平衡网络能量;此外,为抑制冗余节点参与转发,设计划分转发区域,并可根据节点密集程度自适应调整划分区域,有效地提高网络性能.     

WSN中基于非均匀簇的混合多跳路由协议*

为节省数据传输过程中消耗的能量,均衡网络节点间的能耗,提出一种基于非均匀簇的混合多跳路由协议。在无线传感器网络数据传输阶段,源簇头节点通过转发权值函数选择数据转发的中继节点,转发权值由用于降低链路通信代价的距离因子和减少剩余能量较少的簇头节点成为中继节点的概率惩罚因子共同决定,达到均衡网络能耗的目的。通过NS2仿真实验验证了算法的有效性,能够很好地均衡节点负载和提高能量利用率。     

低开销的无线传感器网络下行路由协议

下行路由是无线传感器网络路由的一个重要组成部分.利用分布式编址算法为每个节点分配一个下行地址,在转发下行报文时,中间节点利用目的地址即可确定下一跳节点,从而可以通过单播转发实现基站到单个传感器节点的下行通信.在TinyOS上实现了编址算法和下行路由,仿真结果表明和基于广播转发的下行路由协议相比,该协议可以大幅减少报文转发次数,降低了路由开销.同时,因为减少了通信冲突,该下行路由协议对上行数据传输的影响也较小,适合那些既需要上行通信也需要频繁进行下行通信的无线传感器网络使用.     

无线传感器网络源节点隐私位置信息保护研究

为了确保无线传感器网络中的源节点位置不被恶意泄露,保障其安全性能与网络能耗均衡,提出一种无线传感器网络源节点隐私位置信息保护方法.以熊猫-猎人位置隐私保护模型为基础,构建一个六元组系统防御攻击模型;利用该模型通过随机数机制得到幻影节点的随机有向漫步跳数,使用概率转发路由把数据包从幻影节点转发到集合节点,减少重叠路径发生的概率,提升源节点隐私位置信息的安全系数.实验结果表明,无线传感器网络源节点隐私位置信息保护方法可以有效降低路径重复概率和数据包传输时延,最大程度保证源节点的隐私安全,且网络能耗较小,具备极高的实用性.     

基于深度与可靠链路的水下无线传感器网络机会路由

在水下无线传感器网络中,传感节点带宽和能量受限阻碍了从移动节点至声纳浮标的数据传输。为此,提出新的水下无线传感器网络的机会路由协议。引入深度阈值提高吞吐量,减少跳数,利用深度阈值构建候选转发集,计算候选转发集内节点的路由指标,依据路由指标设置优先级,根据优先级设置定时器,并进行抑制冗余数据包数。实验结果表明,与基于压力感测协议相比,该协议能提高网络吞吐量,并降低能耗。     

基于网络编码的异构无线传感器网络数据广播协议

本文提出一种适应异构无线传感器网络的能量感知的网络编码数据广播协议(ENCBP)。传感器节点根据邻居能量信息列表实时地计算节点剩余能量的线性映射值。在此基础上,采用能量感知的网络编码转发概率机制,使具有较高剩余能量的节点比低能量节点拥有更高的数据转发优先级,以实现能量均衡的数据传输。另外,采用伪广播机制对协议进行优化,以提高数据包投递率。仿真结果表明,ENCBP不仅可以有效实现网络的能耗均衡,以延长网络的生命周期,还能在一定程度上降低数据包传输时延,从而提高数据通信性能。     

基于CC1101的无线传感器网络设计

设计基于CC1101与GPRS的星型无线传感器网络系统,应用基于时分多址TDMA(Time Division Multiple Access)机制的洪泛时间同步协议FTSP(Flooding Time Synchronization Protocol)实现汇聚节点与传感器节点的同步。在该系统中,汇聚节点与传感器节点在TDMA帧的第一时隙采用FTSP进行时间同步,进而保障TDMA机制的实现。同时,汇聚节点通过GPRS网络接入Internet,将传感器节点的监测数据转发至监控中心。实际环境中的测试结果表明,设计的无线传感器网络能实现节点的可靠同步与数据传输。     

一种水下传感器网络移动环境下高效节能的路由协议

水下无线传感器网络（UWSNs）由一组传感器节点组成,节点自动采集水下环境信息最终将信息发送到水面的声纳浮标。然而,水下传感器网络拓扑结构变化迅速,数据传输链路不稳定。论文基于贪婪周边无状态路由协议（GPSR）针对周边转发过程进行改进,提出了一种高效节能的地理路由协议（EEGPSR）。首先,对GPSR路由协议的周边转发过程进行改进,不再运用右手法则、而是基于两个指标的权值函数选取周边转发节点作为最优转发节点跳出前方的空洞区域;其次,设置空洞标记,当节点陷入路由空洞时,此节点的空洞标记加1,当标记大于10后,该节点不再作为中继节点。仿真结果表明,该协议可以有效地减少路由转发消耗、降低传输时延、提高数据包成功投递率,并且可以有效地解决路由空洞问题。