一种基于簇首生成树的传感器网络分簇路由协议

针对无线传感器网络中分簇路由协议LEACH存在的不足,提出了一个以簇首最小生成树为簇间路由树的改进协议LEACH_CHMST。该协议摒弃了标准LEACH中簇首与sink采用简单单跳直接通信的策略,由处理能力相对较强的sink节点发现并生成覆盖全体簇首节点的最优路由树,并实现簇首到sink的多跳通信以节省节点通信能耗。实验仿真表明,与标准LEACH协议相比较,新的协议显著提高了网络的生存时间,节省了全网的节点能耗,特别适用于大规模无线传感器网络的应用环境。     

基于模糊综合评判的多sink最优路由算法

基于模糊综合评判,提出一种针对无线传感器网络的多sink最优路由算法。考虑路径最小剩余能量、路径最小平均链路质量和节点到sink的跳数等因素,通过路由发现、数据传输和路由更新3个过程,得到节点到多个sink的分布式路由。OMNeT++仿真结果表明,该算法能延长网络生存期,提高数据包交付率,并将路由建立时发送的数据包数量控制在尽量少的范围内。     

无线传感器网络中基于能量效率的多路径路由算法

针对无线传感器网络节点能量受限的特点,本文提出了一种能量有效、负载均衡的多路径路由算法(EMR)。该算法在按需路由协议AODV基础上,不单纯以最小跳数或者最小时延作为路由选择依据,充分考虑到了路由的能量消耗最小化,避开剩余能量过低的节点,数据沿着最小跳数或路径关键能量比较高的路径传输,降低了网络的能量消耗,也避免关键节点的过量负载。分析与仿真结果表明,与AODV协议相比较,EMR具有更好的分组投递率、端到端时延,推迟了网络中出现死亡节点的时间,从而延长了网络生命周期。     

井下带状环境中无线传感器网络路由协议研究

针对用于井下矿压监测系统的无线传感器网络节点呈带状静态分布的特点,以最小跳数路由协议为研究对象,对其路由创建阶段、数据传输阶段、维护更新阶段进行改进,提出了一种节点能量分级的最小跳数路由协议。该路由协议通过对节点能量分级处理的方式,减少了控制分组和数据传输路径的冗余量。仿真结果表明,该路由协议的网络生存期、数据分组平均端到端时延以及控制分组百分比较传统的定向扩散协议及最小跳数路由协议有明显改善。     

基于移动agent的能量平衡环形路由算法

由于无线传感器网络(WSNs)自身的特点,将移动agent(MA)用于WSNs可以解决诸多网络问题.提出一种基于MA的能量平衡环形路由算法(EBRRMA),网络首先建立节点到sink节点的最小跳数链路,形成环状跳数梯度,为MA提供路由和工作空间;然后MA在梯度环内以记录迁移路径方式和最小延时策略完成环内巡游,融合节点数据并找到环内能量最多的节点;最后MA通过此节点与sink节点通信链路将融合信息回传并且休眠和等待下一次工作.该算法引入MA技术来降低网络能耗和时延,利用梯度环中能量最多的节点提供MA所需能量以及数据回传路径,以达到网络能量平衡.仿真表明,此路由算法可以有效地平衡网络能量,延长网络寿命.与DD路由相比,该路由算法节能效果显著.     

一种改进的无线传感器网络最小跳数路由协议

针对无线传感器网络最小跳数路由协议数据包多路径冗余传输,能量消耗不均衡等问题,提出了一种改进的无线传感器网络最小跳数路由协议。该协议通过引入侦听机制在网络中建立传输路径,同时采用一种新的能量均衡策略解决关键节点能耗过快的问题,以有效延长网络寿命。通过自主研发的无线传感器网络仿真平台进行仿真,比较最小跳数路由协议和改进协议的性能。实验结果表明:改进协议能够很好的均衡网络能量消耗,提高网络能量有效性,延长了网络寿命。     

一种适用于无线多媒体传感器网络的节点不相交多路径路由协议

设计了一种适用于无线多媒体传感器网络的高效节点不相交多路径路由协议.以源路由的方式建立多路径,中间节点通过有选择的转发RREQs,降低路由建立开销.将链路质量量化为数据接收率,利用数据接收率、节点能量及路径跳数等,定义了路径效率模型,将路径效率模型引入到路由建立过程中.仿真结果表明,与SMR及TinyONDMR协议相比,新协议建立路由的开销更低,所建路径上节点能量分布更理想,进行数据传输时的能量效率更高,同时不会显著增加路径的传输时延.     

无线传感网络能量有效负载均衡的多路径路由策略

由于无线传感网络中网络节点的能量受限性,路由成为最受关注的问题.鉴于多路径传输既要考虑能量节约,又要考虑负载均衡,提出了一种新型能量有效负载均衡的多路径路由算法.该算法综合考虑了路径的跳数、节点剩余能量和网络的能量状况,数据沿着最小跳数或路径关键能量比较高的路径传输,降低了网络的能量消耗,也避免关键节点的过量负载.实验结果验证了和传统的AODV算法相比该算法在分组投递率、端到端时延和死亡节点出现的数量方面的优势.     

基于REPBR跳数效用转发的改进路由算法

针对基于压力的水下无线传感器网络路由协议数据包传输路径距离过长、能量消耗不均衡等问题,提出一种基于REPBR跳数效用转发的改进路由算法。采用一种效用函数策略即加入剩余能量、节点间的跳数和链路质量3种因子解决能量消耗不均衡的问题,引入最小跳数算法获取节点到sink节点的跳数值,在数据包转发阶段综合比较路由效益选择最佳转发节点。仿真结果表明,改进后算法相比REPBR、EEDBR、DBR有较小的网络时延,提升了数据包的转发效率,提高了网络性能。     

无线传感器网络能量均衡的多sink分簇路由算法

针对无线传感器网络中传感器节点能量有限以及节点能耗不均衡的问题,提出了一种基于能量均衡的多sink分簇路由算法（EBMCR）。该算法在簇头选择阶段,综合考虑了节点的剩余能量级和节点到sink的距离等因素选择簇头节点;在簇间通信过程,采用多跳传输的方式,综合考虑了路径能量消耗、路径最小剩余能量和节点到sink的跳数等因素,选择节点到多个sink的最优路径。仿真结果表明,该算法能够有效地均衡网络能量,延长网络生命周期。     

基于路径质量的无线传感网路由协议

基于跳数的无线传感器网络路由协议因实现简单、延迟少和易维护等优点,一直以来受到广泛关注。在分析现有基于跳数的路由协议的基础上,对最小跳数路由算法的选路标准进行了改进,提出了一种基于路径质量的无线传感网路由协议,采用跳数、综合链路质量和节点能量作为路径质量的度量指标。使用OMNET++网络仿真软件进行了仿真实验,实验结果表明：改进后的路由协议有效地提高了网络分组的投递率,降低了网络的能耗。     

基于动态规划的无线传感器网络的路由算法

路由问题是无线传感器网络中的核心问题之一,其数据传送的多跳特点使得非常适合用动态规划的原理来设计传感器网络的路由算法.基于动态规划,通过节点跳数生成算法为传感器网络中的每个节点赋一个表示到Sink点跳数的节点跳数值,并分析了传感器网络的拓扑结构特点,然后给出了无线传感器网络中寻找从源到汇满足不同设计目标的最小跳数(MinH)、最小跳数最大剩余能量(MinHMaxRE)和最小跳数最小费用(MinHMinC)3种路由算法.探讨了最小跳数最小费用路由与最小费用路由之间的关系,并给出了判断最小跳数最小费用路径就是最小费用路径的一个充要条件.算法的能量消耗分析表明,所给路由算法能实现大幅度的能量节省.     

无线传感器网络最小跳数路由算法的研究

最小跳数路由协议根据普通节点到Sink的距离和节点的通讯半径,将网络划分为一簇同心圆环。在数据采集和传输阶段,传播的方向是向着Sink收敛的,而在Sink节点命令发送阶段,则可逐层对外扩散。以此为基础,对最小跳数路由算法组网和数据传播阶段加以改进,并在OMNET++环境下进行网络仿真,比较洪泛算法和改进前后的两种算法在数据传输上的性能差异,仿真结果验证了改进方案的可行性。     

基于网络拓扑优化的WSN最小跳路由算法

以节能为主要目标,基于最小跳路由的思想提出一种基于网络拓扑优化的WSN最小跳路由算法——MH-TO算法。该算法采用折半匹配的功率调整策略对网络拓扑进行优化,并引入“塔模型”实现节点的最小跳信息的学习,使得信息包路由时沿着最小跳的路径向sink节点传送。理论分析和仿真实验结果表明,与基于最小跳数场的自组织路由算法相比,该算法能够降低能量消耗并均衡能量负载,从而显著延长网络的生存期。     

基于自组织路由表的节能WSN路由协议

提出一种基于自组织路由表的节能无线传感网路由协议SREP。通过节点的自组织路由表,以跳数和剩余能量作为参数实现分簇及簇头的选举,簇头采用多跳链式路由的方式将数据传送到汇聚点。仿真结果表明,该算法与LEACH算法相比可以均衡簇的分布,控制每一轮簇的数量,延长网络的生存时间,与PEGASIS算法相比可以有效降低网络传输时延。     

PaderMAC: Energy-efficient machine to machine communication for cyber-physical systems

Wireless sensor nodes typically switch between sleep and wake periods. This poses a rendezvous problem on message senders and recipients. X-MAC, a state of the art sensor network medium access control (MAC) protocol, solves this problem by sending a strobe of short preambles from the message sender until the message recipient wakes up. Upon wake-up, the recipient receives the next strobe, signals the message sender that it is ready to receive, and the message transmission can take place. In sink oriented communication, geographic greedy routing, and link reversal routing, a forwarding node may have more than one potential next hop forwarding node. X-MAC does not support such opportunistic communication patterns. Instead it requires the sender to name the recipient explicitly. However, preamble length can be saved when message transmission starts as soon as the first one of the set of potential next hop nodes is waken up by a preamble. This requires PaderMAC, a new MAC protocol, where the decision on the next hop node is shifted from the sender to the receiver. This work specifies the PaderMAC protocol, explains the implementation of that protocol using TinyOS and the MAC layer architecture (MLA), describes a contribution to the MLA which is useful also for other MAC layer implementations, and presents the results of a testbed and theoretical performance study. The testbed study compares PaderMAC in conjunction with opportunistic routing to X-MAC in conjunction with path-based routing and shows how PaderMAC reduces the preamble length, better balances the load and further improves the end-to-end latency within the network.     

基于改进ACO的WSN感知数据传输策略研究

无线传感器网络(WSN)能够利用传感器节点快速准确地获取物理世界的信息从而作为物联网的感知层在监控领域得到了广泛的应用,而能量利用率是能量受限无线传感器网络的一个关键属性,直接影响网络的生命周期.经典的分层路由LEACH(及其变种)算法是无线传感器网络中最常见的节能路由协议.该文提出了一种改进的LEACH算法,由sin...     

基于隶属云蚁群算法的长链型无线传感器网络路由优化

针对用于监测系统的长链树状无线传感器网络数据传输的实时性和高可靠性等要求,并考虑到近汇聚节点处易形成"漏斗"等问题,本文提出用基于云模型的多蚁群算法对无线传感器网络路由进行跨层优化的设计思想。算法通过种群间信息素的相互作用并行地完成路径的搜索并及时对信息素进行更新,在搜索的过程中把节点的时延、跳数、负载及分组成功率作为路径的启发值,利用多规则云发生器对更新策略中的信息素残留系数和信息素强度进行自适应调整。仿真结果表明,该路由算法能够保证无线传感器网络具有很强的实时性、可靠性及鲁棒性,实现了网络的负载平衡及拥塞控制机制。     

Multi-constraint multi-objective QoS aware routing heuristics for query driven sensor networks using fuzzy soft sets

In this paper, a fuzzy based distributed power aware routing scheme considering both energy and bandwidth constraints, especially for query driven applications in the asynchronous duty-cycled wireless sensor networks are devised. The proposed multi-constraint, multi-objective routing optimization approach under strict resource constraints guarantees reliability and fast data delivery along with efficient power management in spite of unreliable wireless links and limited power supply. In query driven applications, the request from the sink to the individual sensor node will be a broadcast message, whereas the individual sensor nodes replies back to sink as unicast messages. In the proposed work, the fuzzy approach and “A Star” algorithm are utilized for satisfying energy and bandwidth constraints to route the broadcast messages of the sink while querying all the sensor nodes in the network. Every node will be provided with a guidance list, which is used to decide the next best neighbor node with good route quality for forwarding the received multi-hop broadcast messages. The route quality of the every node is estimated with fuzzy rules based on the network parameters such as maximum remaining energy, minimum traffic load and better link quality to increase the network lifetime. The provision of overhearing the broadcast messages and acknowledgements within the transmission range minimizes the effort to search for the active time of nodes while routing the broadcast messages with asynchronous scheduling. Further, in the proposed work only the time slot of its nearest neighbor relay node (to which packets are to be forwarded) is learnt to reduce the number of message transmissions in the network. For the unicast message replies, the fuzzy membership function is modified and devised based on the routing metrics such as higher residual energy, minimum traffic loads and minimum hop count under energy and bandwidth constraints. Also, the multi-hop heuristic routing algorithm called Nearest Neighbor Tree is effectively used to reduce the number of neighbors in the guidance list that are elected for forwarding. This helps to increase the individual sensor node’s lifetime, thereby maximizes the network lifetime and guarantees increased network throughput. The simulation results show that the proposed technique reduces repeated transmissions, decreases the number of transmissions, shortens the active time of the sensor nodes and increases the network lifetime for query driven sensor network applications invariant to total the number of sensor nodes and sinks in the network. The proposed algorithm is tested in a small test bed of sensor network with ten nodes that monitors the room temperature.