一种基于睡眠和网关选择机制的分簇协议

基于聚簇的思想,协议引入节点的随机睡眠机制和网关选择机制,提出一种适用于大规模无线传感器网络的协议SSGM．采用被动分簇策略来构建网络拓扑,簇头选举采用“先声明者胜”机制;网关的选择是根据网络的健壮性和能量均衡的原则确定;并且在保证相对较高覆盖率的基础上选择某些符合条件的节点进入睡眠状态,协议减少了不必要的能量消耗并降低了发生信号冲突的可能性、SSCM协议充分考虑了网络的健壮性、节点能耗的均衡性与节省性,能够有效地延长网络的生命期．     

人体运动传感数据的无线采集方案设计

提出运用无线传感网络的方法实现人体运动传感数据的采集.该系统包含传感节点、簇首节点和汇聚节点.采用分层分簇的组网形式,传感节点通过无线的形式自适应地连接到某个簇首节点.每个簇首节点采用分时的形式组织各自的传感节点,并进行数据融合,转发到汇聚节点,汇聚节点通过USB接口把数据传到上位PC机.针对该方案的特点,对传感节点和簇首节点之间的无线传感器网络设计了一套协议,主要包含节点间的时间同步机制和节点申请入网竞争的时延退避机制.实验结果表明,该协议具有数据通信可靠性高、丢包率低的优点.     

一种基于主副簇首的WSN双轮成簇协议

为了延长无线传感器网络的生存周期,提出了一种基于主副簇首的WSN双轮成簇协议(DRMACP)。在簇首选择上,该算法引入主副簇首选择机制,分别承担域内信息的采集、融合和簇间的转发工作,避免了单一簇首机制下的过多簇首能量损耗,均衡了网络负载。在成簇阶段,副簇首根据节点与基站距离的远近确定可容纳的节点个数,避免了因节点密度不均导致靠近基站簇首负担加重的可能。同时,采用双轮成簇机制,节省了因每一轮簇首选择造成的通信损耗。仿真结果表明,在节点密度分布不均衡的网络环境下,与经典LEACH、HEED协议相比,DRMACP协议可提高网络能效达33%～52%。     

WSN中基于梯度和粒子群优化算法的分级簇算法

为均衡网络中节点的能量消耗,提出一种分级簇算法——GPHCA.该算法采用双簇头模式,利用粒子群优化算法搜寻能量大且到簇成员平均距离小的两个节点作为主簇头和副簇头,将簇头负担均衡到了两个节点上;在网关的选择上,同时考虑能量和转发路径的总距离,使最终选择的网关在能量和时延上得到均衡.仿真结果表明,GPHCA算法能有效延长网络的生命周期.     

一种基于死亡节点与半径调度的LEACH覆盖保持协议

提出了一种基于死亡节点与半径调度的低功耗自适应集簇分层型（LEACH）覆盖保持协议,对簇头的随机选择机制进行了阈值的联合优化,采用泰森多边形对簇头节点进行Voronoi图划分,并根据簇头节点和簇内节点覆盖半径的不同进行分簇.在增大簇头节点通信半径及减小簇内节点的通信半径时,同时考虑网络中死亡节点数目,修正簇头节点的阈值选择公式,根据该阈值对网络的簇数重新选择和分簇.仿真结果表明,该算法对网络的覆盖度可保持在1 700轮左右,提高了网络的数据传输能力,延长了生命周期.     

WSN中六边形集中式分簇多跳路由协议

针对节点随机分布的大规模无线传感器网络,提出了一种六边形集中式分簇多跳路由协议(HCCM)．基站根据能耗确定簇内平均节点数,并以合适的边长确定六边形完成初步分簇; 根据簇内的节点数进行分簇优化;依据节点剩余能量选择簇头及传输路径,分配合适的时隙以多跳形式完成信息的传输．仿真结果表明,与LEACH协议及其改进的协议(DE-LEACH)相比,在小规模网络中,协议HCCM延长了网络寿命,但接收的数据包数较少,性能略差; 在大规模网络中,协议HCCM提高了网络性能,比改进的协议(EECT)网络寿命延长了15%,接收的数据包增加了9.5%．     

一种基于节点剩余能量和位置的LEACH改进算法

针对典型的分簇路由协议LEACH随机选择簇头和成簇后没有考虑簇内成员节点位置的问题,提出了LEACH-ED算法。该算法对簇头的选择机制进行了优化,既考虑了节点能量,又能同时判断簇内成员节点与sink节点的距离。当某些簇内成员节点与sink节点距离较近时,不需经过簇头节点,而是直接和sink节点进行信息传递。仿真结果表明,改进的LEACH-ED算法网络生命周期与LEACH协议相比提高了近50%,同时网络中节点传输数据的能力也得到大幅度提高。     

基于多移动节点的高效数据收集协议

为延长无线传感器网络的生存周期,给出一种基于多移动节点的高效数据收集协议。划分网络为面积相等的若干子域,将传感器节点依其地理位置信息加入相应子域。根据节点的死亡率和节点间的位置关系,移动节点自适应地移动至受控区域的空洞处。网络采用分簇机制,固定汇点和移动汇点并存。移动汇点的轨迹和运动状态由传感器的覆盖率决定,簇头收集簇内的兴趣事件并发送至距离自己跳数最小的汇点。在600 m×600m区域内随机播撒400个节点,结果显示,与低功耗自适应集簇分层型协议相比较,所给协议的网络剩余节点可增加21.25%,网络剩余能量可提升16.42%,获取信息量可提高20.8%。     

基于可靠骨干网的Ad Hoc网络安全路由协议

安全路由协议是Ad Hoc组网的关键,其目标是在付出较少路由性能代价的条件下选择安全性能最优的传输路径,从而将数据从源节点发送到目的节点。本文提出了一种Ad Hoc网络的基于可靠骨干网的安全路由协议。首先,引入信任评估机制选取可信的网络骨干节点;接着,以骨干节点作为簇头节点对网络进行安全分簇,簇头节点及簇内成员节点间构成可靠骨干网;最后,基于可靠骨干网进行安全路由协议的设计,该协议在路由建立过程中,对网络节点进行信任评估,将恶意节点隔离出网络,降低其对网络性能的影响。仿真实验结果表明,本文安全路由协议即使在恶意节点对网络产生攻击的情况下,也能有效保证网络的性能。     

无线传感器网络中LEACH协议的改进

针对低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH) 簇头选举的盲目性问题、簇内节点能量消耗不均衡问题以及一跳的通信方式造成的能量大量耗费问题,提出了基于"生命游戏"的LEACH协议改进算法. 通过对节点剩余能量的估算实现对簇头选举机制的优化,并提出"生命游戏"睡眠调度模型和利用邻居节点作为转发节点的多跳通信方式. NS2仿真结果表明,改进的协议有效延长了无线传感器网络的存活时间,提高了数据的发送量.     

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．     

基于节点权值的簇头选举优化算法

LEACH是无线传感器网络中一种经典的降低网络耗能的分簇路由算法,该算法可有效的延长网络的生命周期,具有平面路由协议无可比拟的优越性。但其簇头选举机制是随机的,没有考虑候选节点的剩余能量等因素。本文基于LEACH提出了一种改进算法,通过节点权值来选择簇头,权值是本轮候选节点的剩余能量、节点密度和距离基站远近的一种数学关系的度量。依此来均衡网络负载,延长整个网络的生命周期。     

基于802.1x的无线安全网关用户访问控制的探讨

本文以无线安全网关为基础,分析了当前无线局域网所面临的用户访问控制问题.根据网络端口访问控制标准IEEE802.1x的用户认证协议,提出了无线用户访问控制方案.该方案采用双向认证协议EAP-TLS,设计了用户与网络之间的双向认证.最后,本文分析了在有效结合RADIUS认证服务器时,无线安全网关上的用户访问的端口控制.     

利用粒子群优化的WSN环状簇路由协议

针对无线传感器网络(WSN)中采用多跳分簇算法所带来的能耗不均衡问题,提出了一种利用粒子群优化的环状簇路由协议. 该协议采用粒子群算法将整个网络划分成间隔不等的同心圆,在各环内再分成若干扇区作为簇首选举的基本单位. 在每个扇区内,各节点根据到扇区中心的距离剩余能量来竞选簇首. 同时引入能级的概念,在很大程度上克服了簇首轮换速度过快造成网络开销过大以及轮换速度过慢造成单个节点过早死亡的缺点. 仿真结果表明,该协议有效地均衡了各环间的能耗,延长了网络寿命.     

低占空比无线传感器网络中节点自适应休眠机制

针对低占空比WSN网络存在着能量消耗不均、网络工作时长等问题,提出一种节点自适应休眠算法.该算法能够根据无线链路状况,自适应地调度节点休眠时隙和工作时隙,保证在时延约束条件下网络的整体能耗最小.在自适应休眠机制加入能量感知,使无线路由根据节点的剩余能量自适应调整,均衡各节点能耗,提升WSN网络的工作时长.经仿真分析发现,该算法能够在满足传输时延的同时,有效地减少工作时隙并降低能耗,从而提升网络的工作周期.     

一种无线传感器网络低延时信道接入协议

针对无线传感器网络S-MAC协议中的延时问题,提出并设计了一种新型的MAC协议——LD-MAC协议。该协议采用提前预约多跳传输节点的方法,实现数据分组的快速转发,减少数据分组在网络中的延时,在一定程度上解决了节点早睡的发生。同时由于数据分组的快速转发,减少了节点的能耗。仿真实验表明：LD-MAC协议能够较好地降低能量消耗和数据传输延时。     

基于IPSec协议的VPN安全网关的研究

本文研究一个可以用来建立虚拟专用网的安全网关,该网关采用IPSec协议作为网络层的安全协议。首先介绍VPN概念及其关键技术,接着论述实现VPN安全网关的关键技术—IPSec协议及体系结构、工作模式和实现结构,最后详细分析安全网关在VPN系统中的重要作用。     

一种能量有效的RPL多路径数据分发机制

针对低功耗有损网络路由协议（RPL）能耗不均衡问题,提出一种能量有效的RPL多路径数据流分配算法.建立了一种更加符合实际的节点能量消耗模型,提出一种能量离散程度度量标准,以有效判定节点的能量均衡程度.基于该度量,提出一种快速求解算法,以获得数据的最优分发方案.实验结果表明,所提出的RPL多路径数据流分配算法均衡了节点的能量消耗,提高了路由的可靠性,延长了网络的生存时间.     

无线传感器网络中的动态聚类分簇算法研究

能耗问题是无线传感器网络的关键问题之一。通过深入分析已有算法存在的诸多不足,该文提出了一种基于动态聚类的分簇算法。该算法首先分析了低能耗自适应分簇的一阶能耗模型,给出了基于最小能耗的簇首数计算公式,然后在此基础上引入动态聚类思想,以最优簇首数将传感器网络内的所有节点进行聚类,得到最优的簇首节点及其内部簇成员。仿真结果表明：算法划分的网络具有低能耗、高稳定性等特点,弥补了已有算法的不足。