异构无线传感器网络的分区稳定路由协议

当多个智能传感器节点组成网络时,会详细监测物理环境而被广泛使用.但传感器采用电池供电不可替换,为了高效利用电池的能量达到长时间有效监测环境的目的,设计了一种基于异构网络的分区稳定路由协议(PSRP).该协议根据节点能量把网络分为3个区域,区域0的节点直接跟基站进行通信,区域1和2的节点采用群集机制进行数据传输.群集中簇...     

流量自适应的无线传感器网络媒体访问控制协议

在参考无线传感器网络媒体访问控制协议(MAC)———S-MAC的基础上,提出了基于流量的占空比动态调整的无线传感器网络MAC协议(E-MAC)。协议通过改进睡眠策略,增加新的数据发送周期,在提高数据转发率的同时,又实现了由此带来的额外能量损耗极小化控制。实验表明:相较于现有协议,在没有明显额外能量损耗的情况下,E-MAC协议具有更高的数据分发效率、更短的数据分发延时。     

无线传感器网络组播路由分类研究

目前无线传感器网络作为国内外一个全新的研究领域,吸引了许多研究者的关注.但由于无线传感器网络工作环境的恶劣和节点资源受限(能量、内存和处理能力)等因素,使得延长网络的生命周期极为困难.组播技术能够比较好地满足网络对资源的要求.在综合大量组播路由协议的基础上,本文总结了目前已有的无线传感器网络组播相关研究,将主要的组播路由协议进行初步分类,分析比较和研究了其中具有代表性的路由协议,最后分别指出各自的特点.     

无线传感器网络的SMAC协议跨层优化

针对无线传感器网络中,由于个别节点因能量消耗大而加快网络消亡问题。本文采用能量均衡思想对SMAC协议进行跨层优化,提出了b-SMAC协议,节点可根据路径能耗来更新路由表,有效优化选择下一跳的节点,达到无线传感器网络中节点能耗均衡的目的。NS-2软件仿真结果表明,b-SMAC比SMAC协议更有效解决能量非均衡消耗问题,减少了网络消耗,延长了网络生存周期。     

高效节能的无线传感器网络数据收集协议

无线传感器网络中的节点具有有限的能量,为了延长网络寿命,提出了一种分布式的高效节能的无线传感器网络数据收集协议DEEC-MR.协议中节点根据自身剩余能量竞争簇头,每个簇头节点根据相邻簇头节点与基站的距离、剩余能量等信息寻找父簇头节点,构造一颗以基站为根的近优最小汇集树.簇头将采集到的数据聚合后沿汇集树以多跳的方式传输至基站.仿真实验证明该协议能有效降低网络能耗,与其他两种数据收集协议(LEACH,PEGASIS)相比,DEEC-MR将网络寿命分别提高1600％和200％,同时使能耗均匀分布在每个节点上,避免部分节点过早死亡,具备很高的可靠性.     

基于LEPS的TinyOS路由协议的改进

LEPS路由协议是一种基于TinyOS的多跳路由协议,多用于数据聚集型拓扑网络。改进后的LEPS路由协议对于父节点的选择进行了改进。改进后的LEPS协议将跳数和链路质量作为选择父节点的依据,能够保证一定的传输可靠性。该文对改进后的LEPS的原理以及在TinyOS中的实现机制和性能进行了分析,在实际的传感器网络中进行了性能实验。改进后的LEPS路由协议可以形成并维护一个树型拓扑。     

基于故障注入的列车无线传感器网络可靠性测试系统

可靠性是制约无线传感器网络在列车中应用的关键因素,需要在设计开发阶段测评列车无线传感器网络的可靠性。对此,设计了基于故障注入技术的列车无线传感器网络可靠性测试系统。这一系统可以模拟列车运行中的各种故障,注入无线传感器网络,同时收集运行数据,进而评价无线传感器网络的可靠性,对无线传感器网络的结构、协议、算法等进行有针对性的改进。通过测试验证了这一系统的有效性。     

无线传感器网络能量改进路由算法研究

基于能量多路径路由协议和LEACH路由协议的大多数成簇算法是概率选择,在一定程度上会加速局域内节点能量过早消耗完,影响网络的性能。结合能量感知多路径和LEACH路由算法,提出一种能量高效的改进路由算法,从节点能量消耗角度出发,根据节点与汇聚节点之间的距离、网络中所有存活的节点到汇聚节点的平均距离以及该节点当前剩余能量值来确定簇头选择的能量阈值,并依据该值进行路由选择。仿真实验结果表明,该算法能够提高网络整体性能,有效延长网络节点的生命周期。     

定向扩散路由协议在矿压监测系统中应用研究

针对煤矿中无线传感器网络监测系统应用需求,提出了1种基于改进定向扩散路由协议的无线传感器网络,设计并实现了1种TinyOS平台下的无线矿压监测系统.在系统中将无线传感网和骨干网相结合,利用传感节点实时的采集矿压信息,将采集到的数据定时上传到上位机,由上位机处理软件来进行分析和采取相应动作.实验仿真结果表明改进后的定向扩...     

基于节点负载均衡的分布式光伏发电无线安全监控网络研究

为解决分布式光伏发电并网容易对电网产生扰动的问题,引入针对分布式光伏发电无线监控网络,延长网络生命周期,对传统的LEACH协议进行改进,提出LEACH-NEW协议。LEACH-NEW协议将整个无线监控网络划分为等面积的若干个环形区域,依据传感器节点剩余能量在各个子区域内以不同概率选取簇头,使距离基站越近的簇包含更多的簇头,避免热区簇头因转发任务而过早失效。同时采用多跳路径完成数据传输,避免基站远处的簇头因一跳通信而过早失效。NS2的仿真结果表明:LEACH-NEW协议有效地均衡了网络能耗,延长了网络生命周期,使无线监控网络可提供更为可靠的监控,运行更加稳定,网络能耗也更加均衡,且当基站距离监测区域越远,LEACH-NEW协议的优越性越显著。     

一种基于AODV的能量感知路由协议

在传统路由协议AODV的基础上,提出一种能量感知路由算法EA-AODV。该算法通过MAC层协议完成对链路层的功率控制,在每一个发送的数据包里携带功率信息,使节点选用和其自身能量成反比的最小代价链路进行数据传输,以达到节能的目的。仿真表明,该算法有效降低了网络能耗,延长了网络生存时间,提高了链路稳定性和网络性能。     

基于NS2的LEACH协议仿真与分析

无线传感器网络分簇路由协议,通过簇头节点协调簇内节点之问的工作,可以有效的减少能量消耗,提高网络的性能。而LEACH协议是经典的分簇算法,是目前重点研究的路由技术。本文对LEACH协议工作原理进行了分析。在此基础上,详细介绍了使用NS2软件仿真无线传感器网络路由协议LEACH的方法,并以能量消耗和网络生命周期为衡量网络性能的指标,将仿真结果与MTE路由协议进行了对比分析,得出了LEACH协议能有效的降低能耗,延长网络的生命周期。     

空间相关性的数据收集协议的研究

高密度部署的无线传感器网络中节点间的监测数据具有很高的空间相关性,为有效去除传输数据中的冗余信息,减少网络通信量,提出一种能量感知的分布式抽样的数据收集协议DEAS,该协议在保证插值误差精度的情况下充分利用传感器节点间的数据相关性,通过迭代竞争机制选出近似最优的抽样节点集合来完成网络数据的收集任务。仿真结果表明每一周期的抽样节点更少,网络的能量消耗更加均匀,所提出的协议能有效降低网络能量消耗,与E2K和ODSA 2种协议相比,可延长网络生命周期30%~40%。     

图论在无线传感网络路由协议中的应用研究

为降低无线传感网络节点能耗,延长网络生存时间,将图论最优选址问题用于分簇路由协议设计。依据节点剩余能量,结合图论的中心论算法进行簇头选举,以降低和平衡簇内能耗。依据下一跳簇头的能量消耗情况,使用Dijkstra算法设计最佳路由,确定最佳跳数,以降低数据传输的通信能耗,均衡全网能量。将此算法用于机场助航单灯监控系统,并与AL-CAME和ECOMP协议进行对比,仿真结果表明,此算法网络开销最小,节点剩余能量值远大于其他两种算法,网络能耗分布更为均衡,有效延长了网络的生命周期。     

基于能量的非完全分簇路由算法

针对LEACH算法中节点能量消耗过快而容易死亡、簇头选举机制不合理及稳定周期短等问题,为提高网络稳定性,有效利用节点能量,提出了一种非完全分簇路由算法.该算法考虑节点剩余能量来选举簇头,利用基站能量充足的优势,建立非完全分簇,采用平面路由和分簇路由相结合的方式来实现数据传输,以均衡网络负载.仿真结果表明,该算法对比LE...     

基于SEP协议改进的最优稳定选举算法

针对二级初始能量异构的无线传感器网络运行过程中出现的节点能耗不均衡和网络稳定生命周期较短问题,基于SEP协议,考虑节点和簇头能量因素,以及结合节点和簇头的数据传输距离因素,提出一种改进的稳定选举路由算法(E-SEP),分析了算法本身在不同高级节点占比和不同总结点数量下的性能,并与低功耗自适应集簇分层-确定性簇头选取(L...     

基于流量的自适应退避算法

通过对SMAC协议仿真分析,得到节点队列长度与网络流量以及占空比［3］之间的关系,并对此关系进行理论分析,在理论验证的基础上,针对SMAC协议固定竞争窗口的缺陷提出了一种基于流量的自适应退避算法,根据流量变化改变竞争窗口的大小,从而缓解网络流量高时激烈的信道竞争,减小网络流量低时空闲侦听时间,信道利用率显著提高。并通过NS2.35［10］仿真平台进行验证分析,结果表明在网络延迟、能耗和吞吐量等方面优于采用随机退避机制的SMAC协议［5］。     

线性WSNs能耗均衡的非均匀网络部署方案

针对线性无线传感器网络中存在能量空洞的问题，给出一种线性无线传感器网络能耗均衡的非均匀网络部署方案。该方案证明了除距离Sink节点最远的子监测区域之外，剩余子监测区域从远到近使其传感器节点数量呈等比递增时可实现网络能耗均衡，同时需随机部署足够数量的中继传感器节点用于转发数据。经实测数据仿真表明，所提方案能有效地解决能量空洞问题，使得线性无线传感器网络可以实现均衡能耗的目的，且能够大大延长网络的寿命，对于提高实际线性无线传感网络的性能具有重要意义。     

无线网络中基于能量有效性的吞吐量跨层控制协议

针对无线网络中ARQ协议的传输能耗,建立了每比特有效数据的等效能耗数学模型和设定了以链路最低能耗为能量有效性的优化目标。并依据传输能耗的研究结论将数据链路层的子包传输机制与物理层的自适应调制编码技术（AMC）相结合,提出了一种基于能量有效性的吞吐量跨层控制协议。该协议以最大化系统吞吐量为目的,并实现了AMC和子包机制的能量有效性控制。仿真结果显示该协议可以使系统吞吐量的性能达到整体最佳和使数据传输能耗达到能量有效性的目标。