多任务自适应能量调节的无线传感器路由协议

在多任务的无线传感器数据收集网络中,提出了一种自适应的能量调节路由协议(ACCRP-MST)。ACCRP-MST考虑剩余能量和跳数的权衡,在各源节点和汇聚节点之间找到多条节点分离的路径,实现负载均衡,然后利用多路径源路由(MSR)协议上报采集数据,减少中间节点的存储和计算开销。基于NS-2的仿真结果表明,相比于其他几种能量有效的路由协议,ACCRP-MST在一定的额外开销前提下能明显提高网络寿命,保证数据传输的可靠性,整体上有效提高了网络的性能。     

面向湿地水环境监测的无线传感器网络拓扑控制

为了消除低功耗自适应集簇分层型协议算法因为簇头节点分布不均衡所造成的能量空洞,基于通信距离和节点的残余能量及网络簇划分,优化了簇头节点选择,确定了整个网络的簇头,提出了一种改进的低功耗自适应集簇分层型协议节点拓扑控制算法.结合湿地水环境特点,对算法的实际性能进行仿真,结果表明:该改进算法在节点的低功耗和能量均衡方面均优于原算法,其最终运行轮数较原算法提升了26%,有效延长了湿地水环境监测网络的工作寿命.     

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。     

基于能量均衡的n分多路径路由算法

对于Ad hoc网络,多路径路由协议能够均衡负载,延长整个网络的生存时间.提出一种基于能量均衡的n分多路径路由算法,通过引入路径延迟因子、节点能量因子、评价因子,综合路由跳数、节点的剩余能量、路径拥塞度等因素来选择有效的多条路径转发数据.仿真结果表明：本算法能使网络中各节点能量均衡消耗,最大化网络的生存时间.     

基于兴趣梯度和能量梯度改进的GPSR路由算法

针对贪婪周边无状态路由（GPSR）算法中能耗不均衡和高能耗问题,提出了一种基于兴趣梯度和能量梯度的改进的GPSR路由算法。首先,在查询消息沿路由路径的传输过程中,根据汇聚节点与事件区域节点发生数据内容的匹配程度,确立兴趣阈值和能量阈值;然后,当路由路径中的一些节点接近阈值,网络将运用右手法则和递归贪婪算法提前找出一条新的路由路径到目标区域,从而使节点负载相对均衡。仿真实验结果表明,改进的算法减少网络能耗和延长网络的生存周期。     

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ZigBee的水质pH值在线监测系统

为了提高在水质pH值监测中的实时性与测量精度,设计一种基于ZigBee的水质pH值在线监测系统。该系统由数据采集节点、数据汇聚节点与监测中心计算机构成,其中数据采集节点采用STM32微处理器进行实时数据采集,并使用CC2530无线射频芯片将采集到的水质数据通过ZigBee网络转发至数据汇聚节点,数据汇聚节点负责将水质数据通过串口实时传输至监测中心计算机。系统采用二维回归方程对水质数据进行融合处理,以减小温度对pH值测量精度的影响。测量数据对比性实验结果显示,系统具有较好的实时性和测量精度,能够满足水质pH值监测需要。     

基于TEEN路由协议的改进型数据融合算法

无线传感网络节点能量有限,采用有效的路由协议与数据融合算法可以降低能耗和延长网络寿命.针对TEEN协议在应用中的不足,提出一种基于TEEN协议的改进型数据融合算法,在簇首选择机制中加入了能量控制条件,完善数据周期性采集机制,簇首与基站间以多跳形式通信以及采用基于Kalman滤波的分批估计融合算法进行数据融合.并采用NS-2网络模拟器进行仿真,仿真结果表明,采用改进型TEEN协议有效地延长了网络的生存时间.     

能量感知的传感器网络分布式时空相关数据收集方案

提出了基于域和树能量有效的数据收集方法,该方法基于采样数据之间的相关性差异构建域,根据域内节点之间的数据相关性融合采样数据,并调节节点的数据发送速率,然后基于节点的剩余能量和节点间的距离构建数据汇聚树. 仿真结果表明,所提出的数据收集方法比现有的数据收集方法能耗更小,且分布更均衡,延长了网络寿命.     

无线传感器网络数据采集系统研究

研究基于无线传感器网络(WSN)的数据采集系统。设计了一种新的传感数据采集系统的组网方式以及对应的传感数据采集算法。在论述了无线传感器网络数据采集系统的系统结构和所采用的网络协议后,给出了无线传感器网络数据采集系统的数据汇聚算法,该算法分为初始化及自检和数据采集两个阶段。对基于系统所采用的网络协议,进行仿真,得到了影响系统性能和服务质量保障的一些重要系统测量参数,证明了该传感数据采集系统的组网方式以及对应的传感数据采集算法的有效性。     

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。     

Node deployment strategy optimization for wireless sensor network with mobile base station

The optimization of network performance in a movement-assisted data gathering scheme was studied by analyzing the energy consumption of wireless sensor network with node uniform distribution. A theoretically analytical method for avoiding energy hole was proposed. It is proved that if the densities of sensor nodes working at the same time are alternate between dormancy and work with non-uniform node distribution. The efficiency of network can increase by several times and the residual energy of network is nearly zero when the network lifetime ends.     

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%.     

面向能耗均衡的传感网单移动Sink数据收集方法

设计并实现了一种面向能耗均衡的传感网单移动sink数据收集方法.利用传感网完全覆盖模型确定了sink在网内各遍历点的具体坐标,并在此基础上,构建了其定长移动数据收集轨迹.实验结果表明,该方法的能耗均衡性优于虚拟节点策略、基于效用的贪婪启发式交会点找寻等典型的移动sink数据收集方法.     

移动自组网网关的能源感知

为了提高移动自组网节点能源有效性,延长系统寿命.用增加网关选择的能耗参数,来改进网关优选算法,并对能源节约进行定性和定量分析.试验结果表明,利用改进的网关优选算法可以使网络寿命延长1.42倍,同时对比了两种算法对网络性能的影响,仿真实验结果表明,增加网关选择能耗参数,对网络性能影响很小,系统寿命延长明显.     

基于频繁项挖掘的空间关联性子簇形成算法

部署在无线传感器网络监测区域的传感器节点周期性地进行感知数据的采集和传输,传感器节点采集数据之间存在的空间关联性会增加采集数据的冗余度和网络能耗。为了延长无线传感器网络的生命周期,提出了一种基于频繁项挖掘的空间关联性子簇形成算法。仿真实验结果表明,该算法与已有算法相比,降低了网络能耗,延长了网络的生命周期,保证了采集数据的质量。     

基于流内与流间网络编码的DTMSN广播传输机制

提出了一种基于流内与流间网络编码的延迟容忍移动传感器网络(DTMSN)高效广播传输机制.在该机制中,汇聚节点利用随机线性网络编码将原始数据处理成编码包,然后转发给传感器节点.传感器节点间利用一种优化的机会网络编码算法交换编码包.当传感器节点收到足够多的线性无关编码包时解码得到原始广播数据.理论分析和仿真实验表明,与仅基于随机线性网络编码的广播传输机制相比,该机制能进一步减小广播时延和网络负载.     

无线传感器网络PEGASIS协议的研究

为建立一个高效节能的路由环境,在分析PEGASIS（power—efficientgatheringinsensorinformationsystem）的基础上,对PEGASIS算法进行了改进。将整个传感器区域划分为等宽的子区间,由每个区间内距离Sink最近的节点建立主链,然后在每个区域内建立链树,再由主链节点轮流担任根节点与Sink通信,以减少通信开销。模拟实验表明,算法在生存时间、能耗均衡等方面的性能较PEGASIS有明显提高。     

A sink moving scheme based on local residual energy of nodes in wireless sensor networks

In the application of periodic data-gathering in sensor networks, sensor nodes located near the sink have to forward the data received from all other nodes to the sink, which depletes their energy very quickly. A moving scheme for the sink based on local residual energy was proposed. In the scheme, the sink periodically moves to a new location with the highest stay-value defined by the average residual energy and the number of neighbors. The scheme can balance energy consumption and prevent nodes around sink from draining their energy very quickly in the networks. The simulation results show that the scheme can prolong the network lifetime by 26%–65% compared with the earlier schemes where the sink is static or moves randomly. Foundation item: Project(60673164) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(20060533057) supported by the Specialized Research Foundation for the Doctoral Program of Higher Education of China     

用于无线传感器网络的高能效数据收集算法

针对突发事件监测等反应式传感器网络的应用,提出了一种高能效数据收集算法EE-DGA(Energy-efficient data gathering algorithm)。该算法根据节点的空间相关性和剩余能量,使位于事件区域内的节点进行簇首竞争,再利用蚁群算法构建簇内的数据收集链路。此外,该算法还隐含有一种简单的簇内调度方法,使得在满足监测精度要求的情况下,通过关闭冗余节点而进一步降低能耗。仿真结果表明:EEDGA比传统的路由算法具有更高的能效和更长的网络生存期。