WSN中基于虚拟静电场的多sink路由算法

根据无线传感器网络(WSN)中数据转发与静电场中电荷移动的相似性,将sink节点和传感器节点的监测数据分别抽象成正、负电荷,无线传感器网络被抽象成由sink激发的虚拟静电场.以最大化网络生存时间为目标,以虚拟静电场中的静电引力作为路由选择标准,提出了多sink无线传感器网络路由算法.算法综合考虑传感器节点能耗的有效性和均衡性,以及sink的负载平衡,根据sink的邻居节点和传感器节点的剩余能量,为sink和传感器节点的数据分配相当电量的正、负电荷,依据电荷间的静电引力进行路由选择.理论分析与仿真实验结果表明:该路由算法具有较低的时间复杂性,能够有效的均衡节点的能量消耗,延长网络生存时间.     

无线传感网移动数据收集路径规划算法

针对无线传感网中能源高效的实时数据收集问题,提出了包含节点聚簇、路径规划、合并路径和数据收集4个阶段的移动数据收集协议和节省开销及近邻2个启发式路径规划算法,构建了满足时延且移动开销最小的数据收集路径.仿真结果表明,提出的路径规划算法在节约网络能耗、保证时延要求和减少移动开销等方面都更具优势.     

移动Sink环境下的无线传感器网络数据收集节能算法

针对存在汇聚节点和移动sink场景下的数据收集问题,提出了一种联合考虑汇聚节点选取、普通节点到汇聚节点路由以及移动sink路径的启发式数据收集算法.应用图论对网络进行建模,采用最小连通支配集作为初始种子汇聚节点集,通过迭代确定最终的汇聚节点集、对汇聚节点集的最短遍历路径和普通节点到汇聚节点的最短路由.该算法在保证数据时延要求的条件下,减少了传感器节点到汇聚节点的数据传输,从而节省能耗.     

一种基于移动无线传感器网络结构的数据采集协议

移动无线传感器网络(MWSN)体系结构在解决传统的网络能量消耗不均衡的问题上有显著效果,但移动sink节点的加入会增大网络的传输延迟。通过分析无线传感网络数据采集机制的耗能情况,提出一种联合动态和静态sink节点的数据收集策略HMS,在节能的同时改善网络的延迟问题,并且结合最短路径最大传输量算法优化MWSN在一个圆形监测区域的数据采集情况。系统仿真证明HMS算法在提高网络能源利用效率上的有效性。     

采用压缩感知与智能优化的大规模WSNs移动稀疏数据收集

针对大规模无线传感网数据处理网络流量大、任务时延高的缺陷,提出了一种基于自适应块压缩感知与离散弹性碰撞优化算法的移动节点数据收集方案。首先,通过分析网络分块与节点部署之间的关系,提出自适应块压缩感知数据采集策略,实现传感器节点基于自适应网络块压缩感知数据采集;设计移动节点数据采集路径规划策略和多移动节点协同计算机制,通过采用适应度值约束变换处理技术和并行离散弹性碰撞优化算法,达到均衡网络节点能耗和降低数据处理任务时延的目的。最后,仿真结果表明,该数据收集方案能够有效实现大规模传感网数据高效处理,而且降低了网络流量和网络任务时延,更好均衡了网络节点能耗。     

基于深度自编码网络的实验室WSN数据压缩算法

针对无线传感器网络节点冗余和数据重叠的问题,提出一种基于深度自编码网络的实验室WSN数据压缩算法来减少传感器通信和计算开销.使用K-means算法将传感器节点划分为不同的簇,使用深度神经网络对相同簇中节点采集的数据进行压缩编码与分类,从而减小数据规模.使用贝叶斯估计算法对压缩编码后的数据特征进行融合.仿真测试与实验结果表明,所提出的算法能明显减少数据量,相比于Megrez算法与E-CPDA算法的数据融合精度分别提升了4.2%和19%,同时能够增加无线传感器网络的生命周期.     

无线传感网合作式充电与数据收集算法研究

为同时改善无线传感器网络的能量补充效率和网络服务质量,本文提出了一种利用电子标签的无线传感器网络合作式无线充电和数据收集算法,根据通信方式的不同,具体提出了TBR和TDC 2种方案,通过将网络中的节点进行分簇,并在单个簇内部署簇内移动读取器进行路径移动,对簇内的各个节点进行充电和数据收集;在簇间部署簇间移动读取器收集簇内读取器内的数据并将数据传输给汇聚节点进行数据处理,通过分簇完成对节点充电和数据收集任务的分层处理。通过仿真验证,证明合作式充电策略可应用在大型区域内部署的网络,并且保证所需的移动读取器数量最少,数据传输至汇聚节点的时延最短,TBR方案与TDC方案有效。     

考虑网络吞吐量的异构无线传感器网络分簇路由算法

针对在异构无线传感器网络信息聚类过程中,当层数为3～5层时,存在网络吞吐量较低的问题,提出一种异构无线传感器网络分簇路由算法.分析异构无线传感器网络能耗的无线电一阶模式,构建异构无线传感器网络的能耗模型.当簇群请求节点接收到发送于簇头的码分多址编码与时分多址时隙后,转发数据并使其稳定传输;引入狼群算法建立路由路径,实现异构无线传感器网络分簇路由算法优化.结果表明,异构无线传感器网络层数为3～5时的网络吞吐量均得到提高.     

基于虚拟引力势场的水声传感器网络路由算法研究

针对水声无线传感器网络的高时延、数据传输不可靠甚至传输中断这一问题,提出一种基于虚拟引力势场的路由选择算法RAGPF.RAGPF算法根据节点的剩余能量大小、历史传输成功率来建立势场模型,进而确定一条最优路径;数据流会被平均场强值最大的路径所吸引传输,最终流向sink节点.仿真结果表明,在平均端到端时延与网络数据包投递率...     

基于网络编码的无线传感器网络生存时间最大化

结合网络编码理论,研究了无线传感器网络生存时间的最大化问题。首先,基于物理层广播特性提出了一种新的超图模型,用以描述无线传感器网络中基于网络编码的信息传输;并在此模型基础上,提出了一种基于超弧的网络能耗线性测量模型,将无线传感器网络生存时间的最大化问题描述成为多约束条件下的网络流量优化分配问题。实验结果表明:本文提出的优化问题更符合无线传感器网络中信息传输的本质特征,能够为基于无线广播的网络编码实现合理的资源分配。此外,在无线传感器网络中应用网络编码确实可以提高整个网络的生存时间。     

无线传感网的移动与静态sink相结合的节能策略

针对无线传感器网络WSNs(wireless sensor networks)存在的"sink邻居问题",提出移动与静态sink相结合的节能策略(ESCMS).该策略使静态sink节点位于检测区域的中心,移动sink位于距离静态sink节点一定距离处做快速移动,到达固定站点后停留并采集数据.区域外围节点将感知的数据发送给移动sink,而区域中心处的节点将感知的数据发送给静态sink,整个监控区域大部分数据由于采用单跳传输方式从而减小节点的能耗.相比于其他的只使用移动sink策略,ESCMS由于静态sink节点的存在可以减小传输距离,从而延长网络生命期并提高了数据吞吐量.在理论分析的基础上证明了ESCMS可以有效地使得网络生命期延长至6倍多.设计并实施了一系列仿真实验,结果表明:使用ESCMS策略与使用静态sink相比,可以将网络生命期延长至6倍,与仅采用移动sink的GMRE策略相比,可以提升50%.     

WSNs中基于协作通信的分簇路由算法研究

针对无线传感器网络数据信息传输可靠性,提出一种无线传感器网络中基于协作通信的分簇路由算法。该算法主要对分簇、簇间路由和簇内路由三个阶段进行了设计,依据信噪比寻找满足网络数据传输可靠性的最佳路由,实现源节点和目的节点之间的协作通信。仿真结果表明,无线传感器网络中基于协作通信的分簇路由算法能够有效地优化网络路径,提高频谱利用率,增强数据信息传输的可靠性。     

基于最大生存周期的无线传感器网络数据融合

针对无线传感器网络节点能量有限并且在进行信息传输时存在数据冲突、传输延时等问题,提出并设计了基于最大生存周期的无线传感器网络数据融合算法.该算法将均匀分布或非均匀的整个网络中的节点分成多个簇,并根据节点的位置、分布密度和剩余能量等信息选择传输数据的方式,从而形成传输数据的最短路径.根据集中式TDMA（时分多址）调度模型并运用基于微粒群的Pareto优化方法,使得网络在完成规定的信息传输时每个节点耗费的平均时隙和平均能耗最优.仿真结果表明,该算法不但可以最大化网络的生存时间,还可以有效地降低数据融合时间,减少网络延时.     

基于节点拓扑感知-数据传输能力映射机制的无线传感网稳定传输算法

为解决当前无线传感网稳定传输算法过程中难以感知节点拓扑,且其数据传输能力易受路径抖动影响问题,提出了基于节点拓扑感知-数据传输能力映射机制的无线传感网稳定传输算法。仿真结果表明,与当前常用的WKSD,FDSR稳定传输算法相比,本文算法能够有效消除网络数据抖动,具有更高的数据投递成功率,以及更低的带宽拥塞率与网络最大时延。所提算法能够有效提高无线传感器网络的数据传输性能,具有较好的实际应用价值。     

低占空比无线传感网络中数据收集技术

在低占空比无线传感网络中,针对汇聚节点从源节点收集数据所需时间问题进行研究,同时,针对最低时延数据收集(minimum-delay data collection,MDDC)问题,提出了数据收集时延的下限。通过引入虚拟网络模型(virtual network model,VNM),并采用最大流方法来解决MDDC问题,提出一种基于最大流的MDDC算法,该算法能获得最低时延及其路径。仿真实验结果表明:相比于Fa ST算法,本文提出的MDDC算法在保持较低能耗的同时,可以有效地降低数据收集时延。     

无线传感器网络与以太网络帧结构转换

对下一代有线数字电视传送网络用户端以太数据帧,与家庭无线传感器网络数据帧相互转换进行了研究。相互转换的关键网元是汇聚节点sink,合理设计以太网侧数据帧结构,配置有线侧与无线侧帧结构比例,设计转换算法,有效完成了在sink节点上无线传感器网络与以太网络的数据帧结构转换。     

无线传感器网络中基于能量模型的簇结构算法

针对分布式无线传感器网络能量消耗和数据通信实时性问题,利用无线传感器网络的特点,提出了新型的蚁群路由算法,即基于Energy*Delay模型的蚁群算法（E&D ANTS）.算法中人工蚂蚁通过在线延迟的方式进行数据交换,并收集邻居节点状态和网络路由信息,以此建立起最佳路由表,使得在每次传输固定大小的数据和消耗相同能量的情况下数据包传输时延最小.由于在无线通信系统中,能量消耗和传输时延是两个相互对立特征量,在此运用加强学习(RL)的方法来训练该模型.通过仿真试验与传统的LEACH和PEGASIS路由算法比较,结果表明,该算法的有效性比LEACH算法提高12倍,也优于PEGASIS算法3倍左右.     

WSN中基于虚拟网格的分簇路由算法

为了延长无线传感器网络生命周期,降低通信时延,提出一种基于虚拟网格的分簇路由算法CRVB。该算法将监测区域划分为若干虚拟网格,同一网格内节点自组织成簇,分布式地构建生成树进行路由,从而减小簇内通信代价。根据节点剩余能量启动计时器选取本地簇首,采用多跳的方式完成与基站通信,可避免能耗的不均衡。同时,均衡的网格分簇,能保证较低的通信时延。实验结果表明,CRVB算法在延长网络生存时间和降低通信时延方面优于LEACH和PEGASIS算法。     

基于距离分簇算法的WSN组网方法

针对无线传感器网络中传感器节点能量受限不能及时供给的问题,提出一种基于距离分簇算法的无线传感器网络组网方法,旨在均衡节点负载,提高通信效率。算法由Sink节点发起,主要通过设置Sink节点的不同通信距离来划分传感器网络,根据网络层数设定每个簇的最大节点数目,引入簇首轮换机制保证网络存活周期,根据多跳通信路由函数选取簇间通信最佳路由。仿真结果验证了算法能够有效降低网络能耗和延长网络生存周期。     

保证服务质量的无线传感网节能跨层路由算法

针对无线传感器网络保证服务质量的路由问题,提出一种区分服务和优先级保证的无线传感网跨层节能算法,该算法对网络服务分级,在蚁群算法的路径选择时综合考虑节点的剩余能量、负载和节点位置信息,同时选择切换概率小的信道。仿真实验表明,该算法在保证服务质量的前提下,增加了路由的有效性和鲁棒性,降低并均衡各节点能耗,时延、网络生存周期等指标均体现较好性能。