基于模糊逻辑推理的WSNs非均匀分簇算法

为了进一步降低无线传感网络WSNs(Wireless Sensor Networks)能耗,拓延网络寿命,提出了基于模糊逻辑推理的WSNs非均匀分簇算法,记为DUCF.DUCF算法充分考虑了节点剩余能量、节点度以及离基站距离.根据经验制定模糊规则,通过模糊推理系统得到节点当选为簇头的几率和簇尺寸.DUCF算法形成非均匀簇,进而平衡簇头间的能量消耗.仿真结果表明,DUCF算法在网络寿命、能量消耗方面的性能优于LEACH、CHEF和EAUCF算法.     

一种非均匀分簇的路由算法

在对经典的分簇路由算法进行分析的基础上,以延长网络生存时间为宗旨,从节点入簇、孤立节点的处理和簇间传输等方面进行设计,提出了一种非均匀分簇的路由算法。与EEUC和UCRA算法相比,该算法的节点能量利用率更高,有效延长了网络生存时间。     

差分进化优化的非均匀分簇算法

针对固态发酵无线测温系统中传感器节点位置、能量等受限因素导致能量消耗不均而过早死亡的问题,提出了一种基于差分进化改进的非均匀分簇算法。该算法省去了LEACH协议中每轮频繁选簇的机制,而是从系统的稳定性出发,一次性选择固定数目的簇首,采用差分进化算法优化节点覆盖率。同时,采用能量差异化匹配策略,合理地分配簇首节点与普通测温节点的初始能量,延长网络寿命。仿真结果表明,该算法有效改善了“热区”问题,均衡了能耗,在一定程度上延长了网络的生命周期。     

能量均衡的WSN非均匀分簇路由算法

针对现有无线传感器网络（WSN）分层分簇路由算法存在的能耗不均衡问题,提出一种能耗均衡的WSN非均匀分簇路由算法。该算法通过在已划分的非均匀区域中构建中间层达到均衡簇首和其他节点能耗的目的,实现WSN整体能耗均衡。实验结果表明,该算法能均衡WSN能耗负载,提高WSN的能量效率,延长100轮～200轮WSN生命周期。     

一种基于非均匀分簇的混合无线传感网数据收集方法

提出了一种针对混合无线传感网的数据收集协议。将网络划分为非均匀高度的网格,并利用主次簇头分别构建针对矢量和标量信息的数据收集路径。实验结果表明,与MTP,CDFUD等分层和分簇的数据收集方法相比,本算法具备较好的能耗均衡性。     

基于双簇头的WSNs非均匀分簇路由算法

无线传感器网络由大量密集部署的传感器节点组成,通过节点间的相互协作才能完成工作,因此传感器节点之间的协作非常重要。针对分簇结构无线传感器网络簇头间能耗不均衡导致的“热区”问题,提出一种基于双簇头的新型路由算法NCDH。通过将网络虚拟分区实现网络不均匀分簇,并依据节点的剩余能量、节点与基站的距离、节点度等因素,在簇内选取主、副双簇头节点负责数据处理和转发。在网络运行阶段,根据主簇头的运行状态确定是否启动副簇头,以保证网络能量均匀消耗。在数据传输阶段综合考虑节点与中转节点的距离以及中转节点的剩余能量,从而选出最佳中转节点。实验结果表明,与DEEC、MRDC、GURCP等算法相比,NCDH算法有效改善了网络的“热区”问题,延长了网络的生存时间。     

基于PSO的非均匀分簇双簇头路由算法

针对无线传感器网络中分簇路由算法簇头负载过重,同时为了提高无线传感器网络的能量利用效率,提出了一种基于PSO的非均匀分簇双簇头路由算法。该算法首先通过候选簇头节点与基站距离的远近构造出几何规模不等的簇,然后根据簇的规模引进PSO优化算法最终选择出主簇头与副簇头。主簇头主要负责簇内节点数据的采集跟数据融合,副簇头主要完成簇内及簇间数据转发任务,实现数据的单跳与多跳传输。仿真结果表明,该算法有效的减少了簇头节点的能耗,在很大程度上均衡了整个网络的能耗,实现了网络生存周期的延长。     

基于优化簇半径的WSNs非均匀分簇路由

为了有效解决无线传感器网络分簇路由协议中,靠近SINK节点的簇头因特发大量数据而过早耗尽能量,提出了一种优化簇半径的非均匀分簇路由协议(UCOR),其核心思想是通过优化簇半径对无线传感器网络进行合理分簇,使靠近SINK节点的簇规模小于远离SINK节点的簇.仿真实验结果表明,与EEUC和LEACH等路由协议相比UCOR路由协议有效地均衡了节点能量消耗,显著地延长了网络生命周期.     

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。     

基于可变扇区的非均匀分簇算法

针对LEACH协议中簇首分布不均匀,网络能耗不均衡的问题,提出一种基于可变扇区的非均匀分簇的算法(UCBVS);首先,利用可变扇区和同心圆将网络合理的动态划分,使得距离基站近的区域分区较小;其次,选取簇内权值大的节点作为簇头,根据权值的大小判断是否进行簇头轮换;最后采用单跳和多跳相结合的方式进行网络通信;仿真结果表明,改进算法能够保证簇头节点能耗均匀,延长了网络生命周期.     

改进的非均匀分簇无线传感器网络路由算法

针对无线传感器网络中分簇算法求全局最值问题和非均匀分簇算法能量消耗不均衡问题,提出一种新的分簇算法。该算法首先采用泛洪树算法来求得网络最值,并用它来计算节点的竞争半径,然后用非均匀分簇的思想来构建大小不等的簇。当选取簇头节点后,通过计算每个簇头的概率来寻找下一跳簇头,当每个簇头节点选择最佳下一跳路径后,簇间通信可以建立一条最佳路径。仿真结果表明,该算法在能量损耗和均衡能耗都有显著的提高,最终延长了网络的生存周期。     

基于软件定义的WSNs非均匀分簇QoS路由算法

针对传统无线传感器网络非均匀分簇QoS路由中节点资源受限,无法动态管理等问题,提出一种基于软件定义的无线传感器网络非均匀分簇QoS路由算法(SDNUCQS)。控制器考虑节点能量、节点间距离和QoS指标,采用熵权法竞选出高质量簇头,并对网络进行非均匀分簇。利用交叉分类法将所要传输的数据通过时延和丢失率分成不同类型。在簇间路由中,控制器以链路QoS指标和节点负载度为参数,采用集中式方式分别计算QoS数据和普通数据传输的最佳路径。仿真实验结果表明,SDNUCQS算法能显著降低网络时延和丢失率,与LEACH、EEUC、CRIPSO和tPSOEB算法比较,能降低簇头能耗且延长了网络生命周期。     

基于WSNs的大型楼宇空气质量监测系统设计

针对大型楼宇环境信息监控特点,基于低功耗Zig Bee无线通信技术设计一种空气质量监控系统。运用无线传感器智能信息处理技术,全面提升系统的自动化与监测水平。采用星型拓扑结构组网,通过在监测区域部署网络节点,将监测数据汇集到嵌入式监测系统,实现统一的数据管理和Zig Bee网络的路由监测功能。由无线传感器网络实时采集CO,甲醛,SO2和苯等环境数据,并进行处理,将其发送到接收端,在接收端对数据进行存储和显示,实时监测楼宇环境空气质量。实验证明:该系统性能稳定,数据传输可靠性高,使用灵活,可广泛应用于各领域的环境参数自动监测。     

基于权值的非均匀分簇路由算法

节点能量有限是无线传感器网络通信协议设计中的一个重要瓶颈,因此,在无线传感器网络中,考虑网络节点能量的高效利用具有十分重要的理论和实际意义。因而,提出一种基于权值机制的非均匀分簇路由算法,该算法采用权值的局部竞选簇首策略,簇首根据距离信息构建大小不均的多个簇,簇成员节点以链式结构向簇首传送数据,最后簇首采用多跳的方式向基站传送数据。实验仿真结果表明,提出的新算法能有效地降低和均衡网络节点能耗,改善"热区"问题,显著地延长网络生命周期。     

一种新型的无线传感器网络能效路由算法

为了解决重复分簇而加剧能量消耗的问题,提出了一种新的无线传感器网络能效路由算法——基于簇树的非均匀分簇路由算法（UCCT）。该算法分为两步。第一步,划分网络区域为面积不相等的两个区域,对每个区域内的节点集,利用K-中心算法确定其质心节点;以每个质心作为一个簇,计算其中继能耗开销;确定各簇间的通信路由。第二步,利用线性规划方法来确定非质心节点所属的簇,选取各簇中剩余能量最高的节点为相应的簇头。该算法的特点是无须重复分簇。仿真结果表明,与ANRB相比,采用UCCT进行通信路由,无线传感器网络的寿命延长10.97%,数据吞吐量提高了13.09%。     

一种新的无线传感器网络非均匀分簇双簇头算法 ——PUDCH算法

能量利用效率问题一直是限制WSN广泛应用的瓶颈,能源容量对各个网络节点产生至关重要的影响.针对WSN中"能量空洞问题"以及由于簇头任务过重所导致的能量消耗过快,同时也为了提高WSN的能量利用效率,提出了一种无线传感器网络非均匀分簇双簇头算法——PUDCH.该算法先综合考虑节点综合信息(如节点剩余能量、节点到基站的距离),根据节点综合信息通过不同的时间竞争机制来选举簇头,将整个网络划分为不均匀的分簇;在规模大些的簇内,为了减轻簇头的负担再选取副簇头.最后簇头再构造基于最小生成树的最优传输路径.一系列的仿真表明PUDCH路由算法在WSN节约平衡节点能量消耗方面表现优良.     

基于不均匀圆环模型的无线传感器网络分簇算法

提出一种基于不均匀圆环模型的分簇算法．该算法根据节点与基站的距离来优化簇的规模,进 一步保证了网络内节点能量负荷的均衡性;还给出了计算簇规模的方法．实验表明,本文所提算法能有效地 延长网络的生命周期．     

基于无线传感器网络及GPRS的水质监测系统设计

提出了一种基于ZigBee无线传感器网络和GPRS技术的多参数远程实时水质监测系统;无线传感器网络以CC2430通信模块为核心,传感器节点采集到的数据经路由节点汇总至协调器节点,通过GPRS模块及时远传至监控中心,设计信号调理电路,将传感器电极输出的微弱电信号进行放大、滤波,采用时间同步机制实现网络节点的同步唤醒,大幅提高网络的稳定性;对系统进行了多天连续测试,通信距离为100m时,网络的平均丢包率低于1%,pH值、溶氧度的平均相对偏差低于1%;测试结果表明,系统具有灵活、实时性好、准确性高、稳定可靠等优点,具有很强的实用价值。     

河流水质实时监测系统

设计了一种基于MSP430F149单片机和无线通信技术的新型高精度河流水质实时监测系统。该系统能实时监测反映河流水质的重要指标——温度和p H值,并通过无线传输方式发送给监控部门。系统采用太阳能供电,并提供双极性传感器同轴接口,可按需求更换其他水质传感器,从而便于实现河流水质全自动实时监测。该系统还具有时间、温度显示和报警等附加功能,也可以用于江湖、水库等其他水体水质的监测,具有一定的实用意义。     

基于开源硬件的在线空气质量监测系统设计

以开源硬件Arduino为主控板,配合灰尘传感器、有机物挥发气体传感器、温湿度传感器采集空气质量数据,通过以太网控制器将数据上传至物联网平台,从而实现了空气质量的在线监测。该系统具有性价比高、稳定性好、精度高等优点,并可扩展传感器满足其他测量环境需求。