无线传感器网络基于能量效率的系统设计

无线传感器网络是传感技术、计算技术和通信技术的融合.由于传感器节点的能量限制,能量效率是设计无线传感器网络所关注的一个主要内容.文章主要研究网络节点如何配置使系统能量效率提高.通过对传感器节点无线通信能耗模型的扩展,在两种线性网络模型下,分析并仿真实现了多数据源负载时的系统能耗;通过对比分析,在无线传感器网络节点配置时,提出两种有效可行的配置机制:节点等间距放置和优化间距放置.这两种机制对提高能量效率,延长网络寿命提供了很大的帮助.     

能量均衡的无线传感器网络节点路由算法

为了提高无线传感器网络的生存时间,提出一种能量均衡的无线传感器网络节点路由算法。首先利用能量阈值和节点剩余能量将节点归类为2个区域,使得不同区域的节点当选为本轮簇头节点的概率不同,在数据稳定传输阶段,簇头与基站之间采用单跳与多跳相结合的通信方式,最后采用仿真实验测试算法的性能。结果表明,本算法有效提高了网络的能量利用率,能够实现节点之间的能耗均衡,使无线传感器的网络生存时间得到延长。     

无线传感器网络能量均衡问题的研究

在使用无线传感器网络进行数据传输时经常会碰到网络空洞问题。为了避免网络空洞问题,提升无线传感器网络整体的使用寿命,我们提出一种基于网络划分的分簇路由算法。在该算法中,我们先将网络按照距离基站的距离划分为近距离和远距离两部分。在远距离节点中依据节点的邻居节点数目,剩余能量和距离基站距离选择簇首节点,进行分簇路由。仿真实验表明该算法在平衡节点能耗、提升网络生存时间等方面发挥了显著作用。     

无线传感器网络中能量有效的加权分簇算法

针对无线传感器网络中节点受到能量和带宽等资源的严格制约的问题,通过分簇可以使网络中节点能量负载均衡,从而延长网络的生存周期.本文从能量和节点度的角度出发,分析了无线传感器网络中现有的一些分簇算法,提出了一种新的适合于无线传感器网络的能量有效的加权分簇算法,通过仿真和分析,得出该分簇算法是一种有效的分簇算法.     

无线充电传感器网络能量效率优化研究

本文将SWIPT技术应用到无线充电传感器网络中,提出了一种基于SWIPT的协作传输协议（简称CTS）,利用无线信息和能量的协作传输来提高无线能量传输的效率。在此基础上,设计了一个以最大化网络效用为目的的资源分配策略优化问题,并提出RAPOA算法来求解问题。仿真实验表明CTS最大化了网络效用,提高了无线充电传感器网络的能量传输效率。     

能量均衡的无线传感器网络分簇方法

在对节点通信模式和簇群划分过程分析的基础上,提出一种在节点分布不均匀的条件下,构建能量均衡簇群的方法.该算法兼顾了簇群成员节点与簇头通信的能量消耗和簇群能耗负载,实现各簇群间能耗的平衡.仿真表明,该方法在网络生命期、节点平均生命期和网络扩展性方面比基于最短距离的分簇算法具有更好的性能.     

基于复杂网络的无线传感器网络能量脆弱性分析

无线传感器网络(WSNs)正常运转的重要前提条件是支撑整个网络的节点能量是否充足,因而针对无线传感器网络的能量效率的研究一直是该领域研究的热点和难点问题。从节点能量效率的末端也就是其脆弱性展开研究,分析了无线传感器网络的拓扑特征和脆弱性对于节点能量优化和提高网络生命周期有重要的意义。采用Space D法建立拓扑网络模型,并用Matlab 7.0工具分析平均路径长度、节点度、聚类系数等指标及其分布规律,标注各个节点的能量脆弱性走势图,找到影响网络生存周期的最大关键节点。仿真实验结果表明:水质变化大的区域所覆盖的节点,数据传输量大,导致能量消耗过快,在度数一样条件下,这些节点对整个网络效率的影响最大。     

基于活动区域的移动无线传感器网络路由协议

为了解决移动无线传感器网络中能量效率问题,提出了一种基于活动区域的移动无线传感器网络（WSN）路由协议。本方法使用源和sink节点相对位置来形成路由的活动区域,网络中的移动节点使用睡眠唤醒模式来节约能源。移动向量信息（如当前位置、方向和速度）以及节点的剩余能量,用于选择能够提供最大连接保留时间的邻居,移动向量信息也被用来唤醒活动区域中的移动节点。实验表明,与其他路由协议进行比较,该方法在分组传输过程中具有更高的可靠性。     

无线传感器网络基于能量效率的路由协议综述

本文介绍了无线传感器网络的体系结构及其相关问题,对近年来针对于无线传感器网络提出的路由协议进行了研究,并基于能量效率对其中几种典型路由协议进行了分析和比较,最后展望了无线传感器网络路由协议未来的研究方向。     

应用移动Agent的无线传感器网络能量管理机制

鉴于无线传感器网络能源受限的显著特征,有必要讨论其有效的能量管理机制。目前,大多数研究成果仅考虑到拓扑控制、路由、数据融合等某一方面的节能问题,往往缺乏对网络活动整体能耗的测控,因而缺乏完整性。本文应用移动Agent技术,从多个角度探讨了传感器网络的节能问题,包括拓扑和簇的生成、数据采集等。提出了若干基于移动A-gent的能量管理算法,并通过仿真实验和算法性能比较,立足于平均能耗、通信流量和负载、网络生命周期等几个方面,分别总结了其优缺点及可行性。     

基于网格分簇的WSN能量感知路由协议

针对现有无线传感器网络中各节点能量消耗不均的缺陷,提出基于网格的二层分簇方案设计能量感知路由协议,在分簇过程中,利用节点位置信息确定簇的大小,通过簇头节点来实现均匀的网络划分。经过理论分析和仿真实验,对该协议的性能进行验证,并与LEACH协议进行比较。结果表明,该协议能够使网络中各节点较均衡地消耗能量,从而延长整个网络的生命周期。     

无线传感器网络中信道接入分簇算法的研究

传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步,推动了具有现代意义的无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络能够广泛应用于恶劣环境和军事领域中。其中针对如何延长传感器网络的生存周期,降低传感节点的能量消耗成为研究的重点问题。文章通过分析无线传感器网络的特点和分簇算法的优点,提出新的基于信道接入分簇算法的路由解决方案,通过与已有的基于信道接入分簇算法的比较,新的分簇算法能够大大降低系统的能耗和复杂度,延长网络的寿命。最后,利用OPNET网络仿真工具给出相关的仿真结果。     

非均匀部署WSN的能量空洞避免策略

分析无线传感器网络中各个节点位置上的数据及能量负载,提出一种新的非均匀部署策略,在网络中均匀部署满足监测需要的工作节点,但在近sink区域部署更多不感知数据,只转发数据的中继节点,以实现网络的能量消耗均衡,并分析传感器节点最优传输半径优化问题。实验结果表明,该策略能够有效降低网络能耗,延长网络寿命。     

移动无线传感器网络中的ASA算法

在传统的无线传感器网络研究中,通常假设传感器节点位置是固定的,忽略了节点位置变化对网络性能的影响。针对上述问题,提出基于全局时间信息的自适应同步激活(ASA)算法。ASA算法借助全局时间信息,避免了节点移动性对MAC协议休眠调度机制的影响。仿真结果表明,ASA算法在节点移动的情况下,分组递交率及节能特性均优于S-MAC协议。     

基于PEGASIS的改进型WSN路由协议

为建立一个高效节能的路由环境,在分析PEGASIS(Power-Efficient Gathering in Sensor Information System)的基础上,提出一种改进的成链方法——节点分区成链型PEGASIS算法(D-PEGASIS)。该算法通过对节点按位置分组成链的方法,减少网络中长距离信息传输的次数及能量消耗。仿真实验结果表明,该算法对PEGASIS有较大改进,延长了节点生命周期,且节点之间能量消耗非常均匀。     

无线传感器网络中一种能量均衡的分布式成簇算法

分簇算法是无线传感器网络路由算法研究的主要方向之一.为了解决分簇算法中网络节点能量负载不平衡的问题,提出了一种能量均衡的分布式成簇算法.算法采用簇头轮转方法,并在每轮成簇过程中,每个节点基于所在簇的局部信息评估自身的能量水平,用以确定自己在下一轮的阈值,从而相应地调整其出任簇头的概率,实现整个网络的能量消耗更加均衡,最大限度地延长网络生命周期的目的.仿真实验结果表明,新的分簇算法能量均衡性更好,能提供更长的网络生命周期和更高的数据精度.     

WSN相干协作路由的能量有效性研究

为在相干协作路由中构建消息交互模型,分析协作路由的能量有效性问题,通过实验发现,在目前的节点功耗参数下,近距离传输时协作增加的电路能耗超过协作节省的传输能量,即协作相对于非协作并不节能,而远距离传输时,在给定信道测量周期和测量分组长度前提下,业务分组长度越长、到达间隔越短、协作节能效果越佳。     

无线传感器网络目标跟踪机制的研究与改进

文章对无线传感器网络(WSN)目标跟踪机制进行了研究,针对层次型的WSN,提出一种高效的跟踪机制,包括双层的预测机制,以及泛洪(flooding)扩散的恢复机制,并对这两种机制进行了详细的分析。仿真结果表明,该改进后的目标跟踪机制不仅耗费较少的能量,而且能够获得较高的跟踪精度。     

基于时间／能量模型的无线传感器网查询优化

针对无线传感器网在数据查询过程中存在的问题,提出一种基于时间,能量模型的无线传感器网查询优化算法,每个传感器站点通过评估数据／事务的时限要求和时间／能量消耗,将查询数据直接上传到服务器,并执行压缩、合并、聚集,融合等优化处理。仿真实验结果表明,该算法是有效的,且能够获得较好的性能。     

无线传感器网络密钥分发方案研究

随着无线传感器网络的广泛应用,其安全性也越来越受到人们的关注。但是,由于节点自身的能源、计算能力、存储能力的限制,传统的密钥分发技术如密钥分发中心（KDC）等不适合无线传感器网络的应用。在简要介绍适合无线传感器网络的密钥分发方案的同时,也对每种方案的优缺点作出简单的评价。