无线传感器网络的成簇算法

如何合理、有效地利用成簇算法使得网络节点具有均衡的负载和较小能耗率成为当前无线传感器网络研究领域的热点问题之一。根据无线传感器网络的分簇机制,着重从簇首的选举、簇组织和簇的路由三个方面系统地分析了当前典型的成簇算法,对算法的特点和适用情况进行了比较分析,并指出了目前算法存在的问题和需要进一步研究的内容。     

一种无线传感器网络动态成簇数据融合算法

针对无线传感器网络应用于突发事件的场合,提出一种基于事件驱动的动态成簇数据融合算法。在综合考虑事件严重程度及节点剩余能量等因素的基础上,算法选择刺激强度大且剩余能量多的节点担当簇头。簇头节点通过广播成簇消息实现动态成簇,并动态调整每一轮数据融合延迟时间,提高了数据融合效率。仿真实验结果表明,与TEEN协议相比,该算法具有较低的节点平均能耗和较佳的网络数据融合延迟时间。     

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.     

基于EAD 协议的无线传感器网络高效成簇算法

在无线传感器网络中,成簇算法是减少能量消耗的一种关键技术,它能够增强网络的扩展性和延长网络生存时间.本文提出了一种基于EAD 协议的无线传感器网络高效成簇算法（EC-EAD）。 EC-EAD算法在确立簇头节点时,将节点能量,节点之间距离与轮回次数综合加权,决定节点发送延迟。剩余能量高且距离较远的节点成为簇头节点,降低了网络内的簇头数目,也保证了网络能量的均匀消耗,延长了网络的生存时间。模拟实验结果表明,EC-EAD 算法在延长网络生存期方面比EAD 具有一定的优越性。     

传感器网络中一种基于质心的分布式成簇算法

在LEACH的基础上,提出了一种适合无线传感器网络的基于质心的分布式成簇算法——CDCS。在CDCS中,每一个节点首先基于最优簇首概率popt自主确定自己是否为临时簇首。然后临时簇首根据收集到的簇内节点信息,确定簇内近似质心,并由此动态调整簇内结构,使得调整后的簇内通信总能耗尽可能小。理论分析和模拟实验表明,CDCS在保持LEACH算法简单性的同时,可以获得比LEACH更好的性能,优化后的簇首选择策略可以在不同场景下有效延长网络生存时间达32%~38%。     

基于能量密度的无线传感器网络能量预测成簇算法

降低网络能耗、延长网络生存时间是无线传感器网络设计的重要目标.在分析现有主要成簇算法的基础上,提出一种基于能量密度的无线传感器网络能量预测成簇算法EPCBD(energy prediction clustering algorithm based on energy density).算法中,节点根据其通信范围内的能量密度与网络平均能量密度之比确定自己成为簇头节点的概率.为节省每轮成簇初始阶段节点进行广播所消耗的能量,建立了节点消耗能量的预测机制.仿真实验结果表明,与现有主要成簇算法相比,新的成簇算法拥有更长的网络生存周期和更优的网络监控质量.     

无线传感器网络成簇路由算法研究

无线传感器网络被用于很多应用中,已经成为无线网络研究的重点方向.为了得到广泛分布于空间节点的感知信息,需要为传感器网络提供可靠的传输路由.本文提出了无线传感器网络的分层架构,分析了网络中成簇路由的形成过程,比较了成簇路由对应平面路由的优势,最后介绍了典型的成簇路由算法.     

无线传感器网络本地集中式动态成簇算法研究

为了缩短簇型无线传感器网络的成簇时间、延长网络寿命,提出了一种本地集中式动态成簇算法。对LEACH算法的成簇过程进行了认知与分解,指出了簇密度不均匀是成簇时间延长的主要原因。在此基础上建立了总体设计模型,对簇密度进行了自适应调整,采用簇内节点数阈值控制的簇分裂和簇合并,从而避免了簇密度过大或过小的情况。提出了簇头意外失效时补选簇头和网络层功率控制优化策略。改进的J-Sim仿真实验结果表明,该算法有效地延长了网络寿命。     

基于分簇的无线传感器网络簇内数据融合算法

根据节点剩余能量、通信消耗量和节点IP,设计无线传感器节点分簇算法,减少了无线传感器网络的数据传输总量。分析对以分簇为基础的簇内数据的融合算法误差成因,提出先进行簇内传感器测量修正、再进行簇内传感器数据融合的改进算法。通过TOSSIM仿真平台的实验,改进后的簇内数据融合算法测量误差明显减少。     

基于分层成簇改进无线传感器网络iHEED协议

分簇思想是设计能量高效的无线传感器网络路由协议的一种重要方法.在分析iHEED协议的基础上,通过仿真实验和理论分析,指出iHEED协议可能出现"成簇父节点丢失"现象.针对该现象提出并在TinyOS上实现了iHEED-CHLevel分簇路由协议,引入"分层成簇"思想对iHEED协议进行了改进.TOSSIM模拟仿真表明,iHEED-CHLevel协议是有效的,它实现了层次分簇,保证了簇间多跳数据传输链路的建立.     

基于减法聚类的无线传感器网络分簇路由算法

在LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）算法的基础上,提出一种基于减法聚类的 无线传感器网络分簇路由算法SCC（Subtractive Clustering based Clustering routing algorithm for wireless sensor networks）．在SCC 中,簇头的选择采用减法聚类的方法,使簇头节点在节点密集处产生;在簇形成算法中,修 正了现有的非簇头节点的归属机制,将能量消耗平均分配到整个网络中．仿真实验表明,SCC 算法不但可以 得到合理的簇头节点分布,推迟第一个节点死亡时间,而且延长了网络生命周期,使节点能耗均衡．     

基于无线传感器网络的能量高效的非均匀分簇算法

通过分析无线传感器网络自身工作环境的特点,我们对网络中的簇结构大小进行非均匀分簇,根据距离Sink的远近不同,其簇首的覆盖范围大小也不同。这样,对于距离Sink比较近的簇首来说,可以减轻簇内能量消耗的负担,保留一部分能量用于簇间的通信,从而使网络中的节点能量消耗分布相对均匀。通过建立网络节点分布模型,求出了节点能量均衡与多层分簇层数的最优解,提高了能量的利用率,有效地延长了整个无线传感器网络的生命周期。     

异构传感器网络的最大剩余能量成簇算法

节点成簇算法被普遍认为是一种理想的技术,它能够增强网络的扩展性和节能性,因而被许多研究人员所引用.当前大多数的成簇协议是以概率为基础,即在簇头选择阶段使用了概率的方法.而本文提出了一种新的成簇算法,该算法基于节点的剩余能量,即在一定区域内具有最大剩余能量的节点成为簇头.仿真结果表明该算法具有很好的性能,并有效地避免了盲节点现象的过早发生.     

一种基于平均剩余能量的无线传感器网络分簇路由算法

The problem of node energy limitation in wireless sensor networks has a serious impact on network performance and network life. From the perspective of energy optimization, aiming at the unbalanced energy consumption caused by clustering mechanism of LEACH protocol clustering algorithm, a new improved algorithm is proposed, which takes the average residual energy as the main parameter, selects the appropriate cluster head, and obtains the optimal cluster head position and the number of cluster heads from the base station based on the understanding of the whole network nodes. When selecting a new cluster head, it is important to consider whether the residual energy of the node is larger than the global average residual energy, and the distance between the node and all the selected cluster heads is greater than the set value. MATLAB software is used for simulation experiment. The improved algorithm can effectively avoid the premature death of a cluster head node due to excessive energy consumption. It can further balance the energy consumption of the network as a whole, increase the network throughput and extend the network life.     

一种无线传感器网络定位问题中的分簇算法

本文提出一种用于平面无线传感器网络定位的分簇算法.首先,锚节点根据地理位置划分感知区域;然后,通过拓扑发现过程和锚节点问的信息交换,实现锚节点对周围网络拓扑的感知;最后,根据就近原则将所有未知节点分配到以锚节点为边缘的各个子区域中,而分配到各个子区域中的未知节.点和边缘的锚节点,则构成网络中的各个簇,并由每个簇的主节点保存本簇内全部拓扑信息.该算法可以实现多跳节点的分簇,并且具有较小的通信量,可用于多种基于分簇的分布式定位算法中,有助于解决大规模无线传感器网络的定位问题.仿真实验结果显示,在锚节点按网格分布和随机分布两种情况下,该算法都可以得到良好的分簇结果.     

无线传感器网络的连通成簇算法

在大规模无线传感器网络中,层次型拓扑可有效地提高节点的能量效率,延长网络的生存时间.本文提出一种基于连通支配集的分布式分簇算法,利用剩余能量较优的节点来担任簇头的角色,使整个网络的能量均衡消耗;在簇内与簇间通信能力相同情况下,使所有的簇头节点构成一个连通子网,以简化簇间通信的约束条件,提高簇间通信的能量效率;模拟实验表明算法的可行性以及有效性,能进一步延长网络的生存时间,可应用于无线传感器网络的层次型拓扑控制.     

基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议

在无线传感器网络中,分簇技术是一种有效延长网络生命周期的方法;但是这种多跳的网络模型,如果节点均匀分布并且簇的大小相等,则靠近基站的簇头由于要中继更多的数据,则会导致能量空洞现象;因此提出一种非均匀分簇方法来缓解能量空洞问题;首先,通过节点的剩余能量、到基站的距离以及邻居节点数量来选择簇头;簇一旦形成之后,通过单跳和多跳的混合机制将数据发送到基站;实验结果表明,此协议能有效地延长网络的生命周期,均衡网络能耗,有效延缓能量空洞的形成速度。     

无线传感器网络集中控制分簇组网算法研究

为了实时监测森林气象因子,查找火灾隐患,将无线传感器网络更有效地应用到实际领域中,本文提出了一种可以有效延长网络生命周期,自组织成簇,自适应变化的网络拓扑结构的能量有效集中控制分簇算法EEDC（energy-efficient distributed clustering hierarchy）。该算法高效利用有限能源,均衡全网能量,使负载平衡,防止节点失效。     

基于能量效率的无线传感网络分簇算法

由于无线传感网络中传感器节点能量受限,提出基于能量效率的无线传感网络快速分簇算法(EECA),在系统初始化阶段把部署区域快速分成多个簇,随后以权衡节点自身能量消耗比和度作为选择簇头节点的依据,这时候的重新选举簇头节点变成了一种局部触发的行为,由于重新选举簇头节点只在簇内进行,这大大减少了重新选举簇头节点的复杂性和计算负载.理论分析表明EECA簇形成算法的消息和时间复杂度均为O(1),说明算法的开销较小,与网络的规模n无关.仿真实验结果表明EECA具有良好的负载平衡性能和较小的协议开销,与LEACH协议相比,能够减少能量消耗,延长网络生存期.