基于能量效率的无线传感器网络分簇算法

提出了一种最大选票和负载平衡的分簇算法(VLCA)。该算法是完全分布式的,不依赖于网络大小和其拓扑结构。仿真结果显示:该分簇算法能够使簇的数量减少20%到50%,并且能有效延长传感器网络的生命周期。     

无线传感器网络中基于时空分集的分布式能量有效成簇算法

为了延长无线传感器网络的生存时间,需要设计适合无线传感器网络特点的能量有效的协议。成簇算法能够减少无线传感器网络的能量消耗,对增强网络的可扩展性和延长网络的生存时间有着重要的作用。但现有算法对多路衰退的链路并不十分能量有效,针对这些算法的不足,提出了基于时空的分布式能量有效成簇算法,每个簇由一个簇首节点和一个协作节点相互合作运用时空编码实现数据传输的时空分集,以减少网络能耗和均衡节点能量。模拟实验结果显示,与现有重要成簇算法相比,该算法能够提供更长的网络生存时间。     

一种能量有效的无线传感器网络分簇路由算法

为减少无线传感器网络能耗、延长网络的生存周期,基于经典的低功耗自适应分簇算法（LEACH）,提出了一种新的能量有效的分簇算法．算法的主要思想是综合网络能量分布和簇首间位置分布来优化簇首选择,从而在使簇分布更均匀的同时,进一步保证了网络内节点负载均衡．仿真和分析表明,该算法是一种有效的分簇路由算法．     

基于簇的无线传感器网络路由协议分析

无线传感器网络路由协议分为平面路由协议和分簇路由协议,分簇路由具有拓扑管理方便、能量利用高效、数据融合简单等优点,成为当前重点研究的路由技术。着重从簇头的产生、簇的形成和簇的路由这三个过程对当前典型的无线传感器网络分簇路由算法和协议进行了研究,并根据路由性能指标对上述算法和协议进行了比较,在此基础之上提出无线传感器网络路由协议未来的发展趋势及研究策略。     

一种能量有效的无线医疗传感器网络动态分簇协议

在无线医疗传感器网络体系结构中,由于信息的采集是由大量医疗传感器节点合作完成的,因此采用分簇路由协议能够有效减少节点能量的消耗和方便节点的拓扑管理。在相关研究的基础上提出一种新的动态分簇协议WMDCP(dynamical clustering protocol in wireless medical sensor networks),以解决目前分簇协议中缺少对医疗传感器节点动态分布的支持问题。仿真实验表明,相对其它分簇协议,WMDCP不仅可以有效地改善无线传感器网络的性能,而且可以有效延长网络中传感器节点的生存时间。     

改进的基于分簇无线传感器网络的数据聚合算法

为了有效地延长分簇无线传感器网络的寿命,提出了一种改进的解决不均衡能量消耗问题的新算法EESA(Energy-efficient separating algorithm)。在考虑簇间能耗平衡的基础上,根据网络拓扑和能量消耗来计算簇半径,对基本的簇划分方式进行了改进,并通过将单个簇头的任务分配给两个节点完成以实现簇内的能耗平衡的方法从任务分离角度对簇头选举策略进行了改进。仿真结果表明:EESA可以有效避免能量洞问题,并减少整个传感器网络的能量消耗,从而延长了网络寿命。     

无线传感器网络中休眠机制能量有效性的研究

根据无线传感器网络通信过程中功率消耗的比率,总结了在MAC协议中进行节能的方法,研究了IEEE802．11DCF功率节省机制和S-MAC协议定期休眠机制,并使用网络仿真工具对两种休眠机制的能量有效性进行了研究．结果表明：使用定期休眠机制的S-MAC协议具有更高的节能效率．     

基于节点密度的无线传感器网络簇首选取机制

目的 避免无线传感器网络簇首过早死亡,延长网络寿命.方法 使簇首节点分布在节点部署比较密集的区域,避免簇首与簇内节点通信距离较远而使簇首耗能过大.结果 提出一种基于簇首与簇内节点平均距离最小化的簇首选取方式,有效地降低了位于节点密度小区域的节点成为簇首的概率,从而将节点能量均衡分布到整个网络.仿真实验表明,随着网络规模的增大.所提算法与LEACH协议相比能够延长网络的生存时间20%以上.结论 笔者所提簇首选取机制能够有效地延长网络寿命.     

基于簇的无线传感器网络密钥管理方案

为提高无线传感器网络安全强度,通过分析已有的典型密钥管理方案,结合具体的应用领域,提出一种基于簇的无线传感器网络密钥管理方案（CKMS：Cluster-based Key Management Scheme）。该方案包括5种类型密钥与密钥更新机制,同时支持网络扩展。相对现有的密钥管理方案,此方案具有较小的通信开销和计算开销,占用较少的存储空间并且连通性好。     

无线传感器网络中的能量分布

在线性均匀分布的无线传感器网络中，通过分析网络内各种载荷引起的能量消耗及各类路由算法对网络生命周期的影响，提出了通过改变网络能量分布密度来提高网络生命周期的方法．通过大量实验总结出能量分布的模型，并将该模型扩展到窄带区域内分布的网络．仿真实验结果表明按该密度分布时，网络生命周期将明显增加．     

基于概率事件的无线传感网络能耗分析研究

延长无线传感节点的存活时间,对于无线传感网络意义重大。应用马尔科夫链,分析了无线传感网络的能耗和数据传输的关系,并建立了无线传感节点的能耗模型。实验表明：当节点的密度较大或传输的分组较长时,网络中的传输效率会随之下降。根据节点的密度,动态调整分组的长度,可以降低能耗,提高网络的生命周期。     

无线传感器网络的能量流控制系统

微处理器技术、传感器技术和无线通信技术的高速发展推动了无线传感器网络技术的广泛应用.但是,能量是制约传感器节点持续工作的重要因素.采集环境能量为传感器节点供电是一种较为理想的解决方案,其中太阳能是一种广泛使用的环境能量.该文通过能量管理和能量控制的方法,设计了一种基于太阳能的传感器节点原型系统,实现了传感器节点能量的可...     

采用免疫遗传的无线传感器网络波束成形机制

针对无线传感器网络中单个节点能量和通信距离有限的特点,提出了一种基于免疫遗传的波束成形机制.首先分析了存在相位差的情况下的节点发射系数和选取节点数对系统能耗的影响;然后根据节点的剩余能量和相位结合旋转因子来循环选择参与发射的节点,并引入免疫遗传算法对各节点的发射系数进行调整.理论分析和仿真结果表明,该机制有效均衡了节点间的能耗,延长了网络寿命.     

能量有效的无线传感器网络无标度拓扑模型

针对无线传感器网络节点能量有限且易失效的问题,利用复杂网络理论提出了一种能量有效的无线传感器网络无标度拓扑模型. 该模型通过节点的剩余能量约束节点的发射半径,在拓扑演化过程中充分考虑节点剩余能量和节点度等因素,并引入能量调节参数和节点度调节参数,得出了一种幂率指数可以在[3,+∞)调节的无标度拓扑结构. 动态分析和仿真实验结果表明,该模型具有无标度网络的幂率特性,且具有较好的容错性和能耗均衡的特点.     

无线传感器网络能量均衡路由算法

针对无线传感器网络中节点能量利用不均衡的特点,对其拓扑结构进行分析,建立了路由模型,结合普通遗传算法的基本原理,提出一种基于多目标遗传算法的无线传感器网络路由优化方法.在选择通信链路过程中,综合考虑传输路径的能耗和路径中节点的剩余能量等因素,采用多目标遗传算法求解一条能耗低且剩余能量较充足的路径作为数据传输路径,实现网络中节点能量的均衡化.仿真结果表明,该优化机制有效延长了网络的生命周期,改善了网络的性能.     

无线传感器网络能量敏感路由算法的研究与实现

分析了典型无线传感器网络路由算法的基础上,提出了路由算法的目标,并设计了能量敏感的路由算法,以节省能量消耗达到延长整个网络生命周期的目的．该路由算法由4个模块组成：分簇模块、簇头选举模块、休眠状态模块和簇间路由模块组成．在实验室提供的实验床基础上。实现了路由算法的原型,并对算法进行了有效的验证．     

具有能量补给的无线传感器网络能量感知路由算法

为适应新能源条件下无线传感器网络的能量补给特点,根据节点自身能量起伏变化和能量补给的速率等特点,提出了一种考虑能量补给因素的无线传感器网络能量感知路由算法——PHEA.PHEA将传感器节点从周围环境中获取能量的因素考虑进路由算法中,并使用信息融合D-S证据理论算法选择下一跳节点,使得能量消耗能够平均分配到整个网络中.仿真结果表明,算法改善了能量补给因素条件下无线传感器网络中的能量消耗的均衡特性,延长了网络的生命周期,与经典能量感知路由算法EA相比,PHEA的性能高50%左右。     

基于无线传感器网络的温湿度检测系统

介绍了基于无线传感器网络的温湿度检测系统的设计思想和实现过程。系统以内嵌51兼容单片机的射频收发芯片nRF9E5为核心,采用数字式温度传感器DS18B20及相对湿度传感器HS1101,应用传感技术、无线通信技术及计算机技术,实现了基于无线传感器网络的温湿度检测。该文首先介绍了无线传感器网络的体系结构,然后详细阐述了系统的硬件电路结构和完成相关功能的软件设计方案。系统可靠性高、数据传输速度快,功能易扩展,适用于多种应用领域温、湿度的无线检测。     

基于无线传感器网络的输液监控系统设计

针对目前静脉输液过程中存在着滴速异常、输液完毕无提示等问题,设计基于无线传感器网络的输液监控系统,通过光电式传感器监测输液的速度及输液过程。采用由基于Zigbee无线通信技术的传感器节点组成的无线传感器网络对各输液点进行实时监控,并将采集的信息反馈给上位机,医务人员可以在上位机上通过可视化软件平台对各输液点进行监控,提...     

能量有效的无线传感器网络协作路由策略研究

基于协作通信技术,提出了一种协作路由策略,考虑了协作节点个数、星座体积和最优跳数的影响,通过理论证明和优化算法给出了其协作路由策略理想上限,并分析了其能量效率。理论分析及仿真结果表明,基于文中方案,通过选取合适的协作节点数和每跳距离可以有效提高无线传感器网的端到端能量效率,其性能要优于传统理想多跳路由方案。