基于WSN的核辐射监测系统路由算法研究

由于核辐射环境的特殊性及无线传感器网络传感器节点能量的有限性,在LEACH协议的基础上提出一种路由改进算法,考虑节点的剩余能量、位置信息及节点到基站的距离等因素,改进适应值函数,利用粒子群优化算法,选取簇头节点。簇头节点选取合适的路径以单跳或多跳的传输方式与汇聚节点通信。仿真结果表明,改进算法明显地节省了节点能量,有效地延长了整个网络的生存周期,使得基于无线传感器网络的核辐射监测系统具有高效、稳定和实时监测的功能。     

无线传感器网络中一种改进的leach协议

无线传感器网络路由协议设计的主要目标就是尽可能高效的利用传感器节点能量来延长无线传感器网络的生存时间。本文分析了经典的分层路由协议—leach协议,对选择簇头的门限值进行了重新定义,考虑了传感器节点剩余能量和此节点最近未当选为簇头的轮数,并对每个簇内成员的数量进行了限制,为进一步节省能量消耗在簇头到基站之间还使用了多跳通信。MATLAB仿真结果表明,改进的路由协议比leach协议更有效的利用无线传感器网络传感器节点的能量,延长了网络的生存时间。     

基于PSO的无线传感器网络分簇路由协议

提出一种能量均衡的无线传感器网络两层分簇路由协议TL-EBC。该协议采用粒子群优化算法实现网络节点最优化组簇,设置总簇头负责收集、处理簇头数据并发送至基站,以均衡不同位置簇头间的能耗。仿真结果表明,TL-EBC能有效降低节点死亡速度,均衡网络能耗,延长网络生存周期。     

基于Fuzzy C-Means聚类算法的改进LEACH协议

LEACH协议是一种被广泛应用到无线传感器网络中的路由算法。针对经典LEACH算法存在簇头节点空间分布不均匀和传感器节点能耗不均衡等缺点。提出了一种改进LEACH协议,新的路由算法首先利用Fuzzy C-Means聚类算法和节点位置信息将整个网络分割为多个簇;在每个簇中再利用考虑了节点剩余能量的LEACH算法完成单簇头的选举,以完成数据簇内收集和双跳传输。计算机仿真表明,改进的LEACH协议能均衡网络节点能耗,有效延长整个网络的生存周期。     

基于混沌粒子群优化的无线传感器网络分簇协议

为了降低无线传感器网络节点的能耗,延长网络的存活周期,提出了一种基于混沌粒子群优化的分簇协议.该协议改进了经典LEACH协议的簇头选择机制,考虑到了节点剩余能量、与汇聚节点的距离以及簇范围等因素,通过混沌粒子群算法对簇头选举进行优化.确定簇头后,其它节点通过比较簇头当选信息的信号强度与设定强度阀值的大小来决定是否成为簇...     

基于能量福利函数的传感网络节能路由算法

针对无线传感器网络能耗不均衡、能量利用率低等问题,在PARPEW协议基础上提出了一种基于能量福利函数的传感网络节能路由算法。通过在簇形成阶段引入能量代价开销公式和能量福利函数确定簇成员和最终簇头,并且对选举临时簇头时的阈值进行了优化;簇间路由阶段,采用单跳与多跳结合方式,中继节点选举时的权值函数加入了簇内节点个数、已当选过中继节点次数因素。仿真实验表明,与LEACH和原PARPEW协议相比,改进算法均衡了网络能耗,提高了能量利用率,延长了网络生存周期。     

能量高效的无线传感器网络分簇路由协议

无线传感器网络的路由协议设计要同时关注单个节点的能耗及整个网络能量的均匀消耗。在分析现有分簇路由协议的基础上,提出一种能量高效的分簇路由协议,通过结合节点能量选举簇头,采用限制簇规模的优化簇形成算法和改进的多跳簇间转发方式,节约节点能量,平衡簇间负载。仿真结果表明,该协议能有效降低网络能量消耗,延长网络生存周期。     

无线传感器网络节能路由协议的改进

无线传感器网络中节点的能量主要由电池供给,其能量严重受限.因此,设计新的更加节能的协议来支持无线传感器网络的运行,使网络的有效生存时间尽可能延长成为研究的热点之一.针对延长无线传感器网络的有效生存时间这一问题,展开以下两个方面的研究:第一,对传统的最大连通度分簇路由协议进行改进;第二,对LEACH协议中形成非簇头节点选择最优簇的算法进行改进,使节点在加入簇头时综合考虑距离和能量两方面的因素,实现负载均衡,从而延长网络的生存周期.仿真结果显示,新方法提高了传感器网络的能效,延长了系统的工作寿命.     

一种能量有效的WSN路由协议

无线传感器网络中节能是首要考虑的问题。有效地延长无线传感器网络的生存时间,达到传感器节点的负载均衡是无线传感器路由网络路由协议的设计目标。由于LEACH协议存在在簇头节点的选举中未考虑节点的能量因素、簇头节点在空间上分布不均及所有簇头节点直接与Sink进行远距离数据传输过程中能量消耗过多等不足,本文提出了一种改进型的节能路由协议LEACH-ZED。LEACH-ZED采用区域划分的方式,综合考虑节点能量与到Sink节点的距离,进行簇间的多跳传输,大大改善了LEACH协议的一些缺陷。仿真表明,改进后的协议有效延长了网络的生存时间,降低了整个网络的能耗,从总体性能上看优于LEACH协议。     

基于差分算法的无线传感器网络路由分簇协议

针对异构无线传感器网络分簇路由协议存在节点能耗不均衡问题,提出一种基于差分进化算法的路由协议及基于节点能耗的分簇协议。该协议首先以最大化网络中簇头节点的最小生存周期为目标,建立函数优化模型,并采用差分进化算法对其进行优化,从而延长网络整体的生存周期;然后根据节点通信列表中的簇头数目进行分簇,将节点分配给能耗因子较低的簇头,以达到均衡网络能耗的目的,延长普通节点的生存周期。仿真结果表明,基于差分的路由分簇协议能有效均衡网络中节点的能量消耗,显著延长网络的生存周期并提高网络能量利用率。     

HDEEC：面向异构网络的一种基于簇路由协议

有效地使用传感节点的能量进而延长网络寿命成为设计无线传感网路由协议的一项挑战性的工作.为了延长网络,现存的多数簇方案是面向同构网络.为此,面向异构网络,提出基于簇的分布式能量有效路由HDEEC(heterogeneous WSN distributed energy-efficient clustering)协议.HDEEC协议首先提出异构网络模型,考虑了普通节点、特优节点和超特优节点三级能量节点;然后,提出能量消耗模型;最后依据这两个模型,提出了簇头选择方案.HDEEC协议以平衡、有效方式动态改变节点被选为簇头的概率.仿真结果表明,提出的HDEEC协议能够有效延长网络寿命,比DEEC、DDEEC的网络寿命分别提高了72％、68％.     

一种新的基于分簇的无线传感器网络多跳节能路由协议

针对在LEACH(low energy adaptive clustering hierarchy)协议中,所有节点均通过一跳通信将数据传输到簇头节点使簇头能耗太大而过快衰竭死亡的问题,提出了一种新的分簇的无线传感器网络多跳节能路由协议.簇头之间采用多跳方式将数据传送到基站,避免了单跳通信簇头节点能量消耗过大的问题.利用NS-2(networksimulator-version 2)的仿真结果表明该算法优于LEACH,能有效地降低节点的能耗,延长网络生命周期.     

能耗均衡的无线传感器网络两级路由协议*

传感器网络分簇路由协议研究的一个关键问题是如何最优化组簇,既能有效降低簇内节点能耗,又能均衡整个网络能耗。为此,提出一种能耗均衡的网络两级分层分簇路由协议。协议底层应用PSO算法实现网络节点最优化分簇;上层选择总簇头节点负责收集、融合簇头数据并发送至基站。仿真结果表明,本协议能有效降低节点死亡速度,延长网络生存周期。     

基于剩余能量和距离信息的异构网络分簇协议

针对无线传感网络WSN(Wireless Sensor Network)的网络寿命问题,提出了面向异构网络环境下的基于剩余能量和距离分簇REDC(Residual Energy and Distance Clustering)协议。REDC协议考虑了普通节点、中级节点以及高级节点,具有较高的初始能量节点称为中级节点和高级节点,余下的称为普通节点。在簇头CH(Cluster head)选举中,考虑节点的剩余能量和离基站距离信息,使得具有较高的剩余能量节点、离基站距离较近的节点有更多的机会被选为簇头CH,进而避免了剩余能量较小的节点成头簇头CH而产生节点过早失效缩短网络寿命的问题,平衡了网络内的能量消耗。仿真结果表明,与LEACH、DDEEC和SEP协议相比,提出的REDC协议具有较长的网络寿命和良好的数据传输能力。     

一种基于时间延迟机制的WSNs非均匀分簇算法

为减少无线传感器网络分簇路由协议中节点竞争簇首时多余的能耗,解决簇首能耗不均的问题,提出一种基于时间延迟机制的非均匀分簇算法。该算法使能量较多的节点被优先选为簇首,并提出了簇首竞争半径的计算方法,确保其数目稳定且位置均匀分布。成簇过程中,节点根据最小消费函数选择簇首,簇内成员加入时考虑簇首能量、二者距离以及簇首和汇聚节点角度等因素来均衡簇首能耗。仿真结果表明:算法能有效地均衡节点能耗,延长网络寿命,分别比CHTD和EEUC算法延长了35.1%和12.9%。     

一种适用于煤矿井下无线传感网的能量均衡路由协议

矿井无线传感网的拓扑呈长距离带状,节点间能耗不均问题十分严重。非均匀分簇策略能从全局均衡节点能量负载,在矿井中具有良好的适用性。针对矿井传感网的带状特性提出了一个簇规模自适应调节的能量均衡分簇路由协议。协议根据节点离汇聚点的距离、剩余能量及分布密度来构造规模不等的簇。簇首的竞选以节点相对于周围候选者的能量水平为依据,避免了低能量节点被当选为簇首。簇间多跳路由算法依簇首近似线型的分布特点设计,不但考虑链路能耗最优,亦注重转发节点间的能量均衡。模拟实验结果表明,该路由协议显著平衡了网中节点能耗,延长了网络生存时间。     

无线传感器网络LEACH路由协议的研究与改进

LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）是一种经典的WSN分层路由协议,它采取自适应分簇算法,一定程度上延长了网络生存期。然而LEACH路由协议的簇头随机产生,没有考虑节点的剩余能量,未达到簇头最优。LEACH簇头与基站直接通信,如果两者距离较远,则会带来较大的能量损耗。结合LEACH及LEACH现有的一些改进算法,提出了一种新的路由协议（Advance-Leach）。它综合考虑了节点的剩余能量和簇首节点数目,簇头和基站之间采用单跳和多跳结合策略,有效地降低了能耗,保证了网络负载的平衡。仿真结果表明：该协议的能耗、数据成功接收率等性能得到了有效提高,延长了节点和网络的生命周期。     

无线传感器网络中基于节点密度的簇算法

能量有效的路由协议对于无线传感器网络至关重要,它能够延长整个网络的生存时间.首先简要介绍了无线传感器网络中的路由算法,分析了Leach算法的优缺点.在Leach的基础上,结合节点密度,提出了一种基于节点密度的簇算法.算法在选举簇头的过程中,能够根据节点密度均衡划分各个簇的规模,从而平衡各簇的网络负载,降低网络中能量分布的不均.仿真表明,与Leach相比,该算法延长了网络生存时间,降低了能耗.     

C-DTB-CHR: centralized density- and threshold-based cluster head replacement protocols for wireless sensor networks

Advances introduced to electronics and electromagnetics leverage the production of low-cost and small wireless sensors. Wireless sensor networks (WSNs) consist of large amount of sensors equipped with radio frequency capabilities. In WSNs, data routing algorithms can be classified based on the network architecture into flat, direct, and hierarchal algorithms. In hierarchal (clustering) protocols, network is divided into sub-networks in which a node acts as a cluster head, while the rest behave as member nodes. It is worth mentioning that the sensor nodes have limited processing, storage, bandwidth, and energy capabilities. Hence, providing energy-efficient clustering protocol is a substantial research subject for many researchers. Among proposed cluster-based protocols, low-energy adaptive clustering hierarchy (LEACH) and threshold LEACH (T-LEACH), as well as modified threshold-based cluster head replacement (MT-CHR) protocols are of a great interest as of being energy optimized. In this article, we propose two protocols to cluster a WSN through taking advantage of the shortcomings of these protocols (i.e., LEACH, T-LEACH, and MT-CHR), namely centralized density- and threshold-based cluster head replacement (C-DTB-CHR) and C-DTB-CHR with adaptive data distribution (C-DTB-CHR-ADD) protocols that mainly aim at optimizing energy through minimizing the number of re-clustering operations, precluding cluster heads nodes premature death, deactivating some nodes located at dense areas from cluster’s participation, as well as reducing long-distance communications. In particular, in C-DTB-CHR protocol, some nodes belong to dense clusters are put in the sleeping mode based on a certain node active probability, thereby reducing the communications with the cluster heads and consequently prolonging the network lifetime. Moreover, the base station is concerned about setting up the required clusters and accordingly informing sensor nodes along with their corresponding active probability. C-DTB-CHR-ADD protocol provides more energy optimization through adaptive data distribution where direct and multi-hoping communications are possible. Interestingly, our simulation results show impressive improvements over what are closely related in the literature in relation to network lifetime, utilization, and network performance degradation period.     

基于PSO的无线传感器网络节能分簇协议

针对如何最优化组簇、降低簇内节点能耗的同时均衡整个网络能耗的问题,提出一种基于PSO的紧凑且具有能量感知和基站距离感知能力的集中式网络分簇协议,粒子适应值函数基于簇头和簇内节点的欧氏距离、簇头节点能量、簇头与基站距离这3个因素定义。仿真结果表明,该协议能有效降低节点死亡速度,延长网络生存周期。