一种改进的ZigBee网络能量均衡簇树路由算法

针对ZigBee网络中的簇树路由算法存在网络节点能量消耗不均衡造成网络过早瘫痪的问题,提出一种改进的能量均衡簇树路由算法.该算法综合考虑单个节点生存周期和整个网络能量消耗,定义了节点能量水平以及节点权值,根据节点父子关系和权值建立了一种分簇机制,避免单个节点的不必要能量消耗和死亡,并优化AODVjr算法缩短路由距离,降低簇间通信延迟和路由开销.仿真结果表明,该算法相较于簇树路由算法减小了3.6％的网络整体能量消耗,延长了约15％的网络生命周期.     

基于DE-PSO路由的最优路径选择算法研究

针对目前ZigBee网络中路由节点间能量消耗不均衡、能量消耗大和节点过早死亡等问题,提出了融合差分进化粒子群算法(DE-PSO)。首先,对比节点剩余能量,通过对比簇首竞选权重值竞选簇首,其次,利用DE算法搜索全局较优路径,并利用PSO算法的收敛性快速找到最佳路径。仿真结果表明,DE-PSO算法相比于经典的AODVjr算法、DE算法和ACO-AODV算法,可以有效地减少节点死亡、延长网络生存时间、减少节点能量损耗,提高了ZigBee网络的整体性能。     

改进的ZigBee路由算法在货运机车 轴温探测系统的应用

通过对ZigBee协议中传统的Cluster-Tree算法、AODVjr算法和Cluster-Tree+AODVjr算法进行分析和比较,提出了一种适用于货运机车这一特殊系统的"握手"优化算法。该算法通过2个节点间的握手连接来实现数据传输,不仅能够降低节点的能耗,而且克服了ZigBee技术短距离传输的缺点。     

基于簇首连任和多汇聚节点的WSN路由算法

为延缓传感器网络寿命,减少网络能量消耗,通过分析LEACH路由算法的不足,提出一种基于簇首连任机制和多汇聚(sink)节点的无线传感器路由算法.即在成簇阶段采用一个簇首在多轮中连续担任簇首的机制,以减少每轮因选簇首而耗费的能量;在数据传输阶段使用多个sink节点接收簇首发来的信息,以降低通信中的能量消耗.仿真实验结果表明,该算法能有效延长网络生命周期且减少网络能量消耗.     

无线传感器网络能量有效路由

该文给出专用于无线传感器网络的几种能量有效路由协议,并详细分析几种协议的缺点.其中,这些路由算法中都存在如何选择最优簇头算法的问题.根据这个缺点,该文结合几种能量有效路由的优点,讨论了基于簇的传感器网络路由的方案,把节点的邻居节点数,节点与邻居节点的距离和,剩余能量三个因子来计算权值,采用最小权值的分簇算法.在软件上作仿真,结果表明采用基于加权分簇算法可以在一定程度上延长网络的生命时间.     

基于萤火虫算法优化FCM的WSN路由算法

针对无线传感器网络节点能源有限,容易出现能量负载不均衡的问题,提出了一种基于萤火虫算法优化模糊C均值(FCM)的无线传感器网络(WSN)路由算法(FFACM),优化了分簇路由算法中的分簇阶段和簇间路由建立阶段。在分簇阶段,使用萤火虫算法计算初始聚类中心,避免模糊C均值算法因初始聚类中心而陷入局部最优的问题。在选择簇首节点上,建立关于剩余能量和距离的适应度函数,选取适应度值最大的节点作为簇首节点并动态更新。通过计算节点间的链路代价并根据剩余能量和到sink节点的距离建立代价函数,选择代价函数值最小的节点建立簇间多跳路由,使得簇首节点的负载降到最低。从仿真实验结果可知,相比于其他无线传感器网络的路由算法,FFACM算法能有效均衡网络负载,降低节点能耗,从而延长网络的使用周期。     

基于距离向量的改进WSN路由算法

针对无线传感器网络多对一的路由特点和LEACH(low-energy adaptive clustering hierarchy, LEACH)协议簇建立阶段的信息交换特性,提出了一种基于距离矢量的改进路由算法。该算法不再从邻居节点开始初始化路由表,也不需要建立网络中任意两点之间的路由路径,在簇的建立阶段,通过簇首信息的广播,各簇首获得其他簇首的一些信息,这可以用来简化协议,从而降低了协议实现所需的能耗。在J-sim仿真平台上对算法进行了仿真研究。仿真结果表明本研究提出的改进路由算法能够显著延长网络的生命周期,并使死亡节点的分布更均匀;在考虑电路损耗、CUP损耗和状态转换等方面的能耗后,该算法仍具有改善无线传感器网络性能、延长网络生命周期的潜能。     

一种负载均衡的无线传感器网络自适应分簇算法

在分簇算法中,有效的簇首选取策略可以提高网络负载均衡和簇首均匀分布程度.针对簇首选取问题,文章提出了一种负载均衡的无线传感器网络自适应分簇算法,该算法使用簇半径、节点剩余能量和簇首间距作为参数选取簇首,网络中簇内成员到簇首的通信以及簇首之间的通信都基于自由空间模型的低能量衰减,簇首与Sink节点采用多跳的方式进行通信.仿真结果表明,与LEACH算法比较,该算法有效地实现了网络负载均衡和簇首均匀分布,延长了网络生存时间.     

改进无线传感器网络路由算法

无线传感器网络是由能量有限的节点组成,高效节能的路由算法是无线传感器网络的基础。针对低功耗自适应分簇（LEACH）路由算法在选择簇首节点及通信过程中能量消耗大的不足问题,提出了一种改进的LEACH路由算法。引入节点剩余能量因素参与簇首节点的选择,有效地降低剩余能量较小的节点成为簇首的可能性,节点之间的数据传输采用单跳和多跳相结合的通信方式,也降低了传感器网络能耗。     

基于人工蜂群算法的无线传感器网络路由协议

近年来,无线传感器网络在实际生活中的应用越来越多,相关技术的研究越来越深入.由于网络中节点常常采用干电池供电,其能量受限.研究表明:通信在网络节点能耗中占比最大,采用合理的路由方式能够减少通信能耗.为延长网络寿命,对人工蜂群算法进行研究,推导出适应度函数,并应用于无线传感器网络簇首节点的选择.同时结合图论中最短路径树的思想,在簇内以簇首节点为树根构建一颗最短路径树,尽可能的保证节点到基站通信所消耗的能量最少.仿真实验表明:相比较LEACH协议,新的分簇路由协议在能耗效率具有更好的性能优势.     

基于簇头冗余的无线传感器网络可靠性研究

为了提高工业无线传感器网络的可靠性和可用性,使其能够长期自治地正常工作,提出了基于簇头冗余的工业无线传感器网络分簇路由算法.当工作簇头能量不足时,将主动切换到冗余簇头工作状态. 冗余簇头通过冗余测试结果判断工作簇头是否发生故障并接管工作簇头的数据转发任务.当边际节点不能与本簇簇头通信时,将利用备份簇头进行数据转发.对于不能与任何簇头直接通信的孤立节点,采用基于概率模型的多跳路由机制进行数据转发.为了降低功耗,该算法将冗余簇头设置为轻度睡眠状态,当冗余测试周期到来时,关闭射频前端器件.利用自行研制的节点,组建了实验系统,完成了簇头冗余切换、边际节点通信和孤立节点路由恢复的实验.实验结果表明该分簇路由算法具有较高的可靠性.     

认知视角下能量感知的ZigBee网络树型路由优化算法

为解决ZigBee Cluster-Tree路由算法路径选择不优的问题,提出了一种能量感知的ZigBee树型路由EZTR(Energy-Aware ZigBee tree routing)算法.该算法利用每个节点感知的地址信息,按照ZigBee网络树型结构计算下一跳邻居节点到目的节点之间的跳数可避免网络的环路效应,通过引入认知概念,在跳数集合中选出最短路径以降低跳数.在ZigBee网络节点能量的感知过程中,当所选路径存在低能量节点时,及时启用备用节点,从而避免节点因能量过度消耗成为失效节点.NS2(Network simulator version 2)仿真实验表明,EZTR算法可提高网络分组递交率,有效减少节点转发跳数和平均网络延时,减小网络整体能耗,为提高网络的实时性和延长网络生命周期提供理论支持.     

无线传感器网络中一种改进的基于簇的路由方法

为在无线传感器网络中实现节能的路由转发,基于网络中节点能量有限和计算能力有限的特点,首先总结了目前已有的数据传输路由模式,在已有的基于簇的路由机制的基础上,在建立的簇中又进一步引入了"链"的概念.在簇建成后,将簇内的节点建成链,链首随机选择,每次由链首收集簇内数据后转发给簇头.这样每次向簇头传输数据的都是不同的节点,使得节点间的能耗更加均衡.仿真结果显示新模式有更好的节能效果,消除了节点的集中耗能,延长了网络的生存时间.研究表明,通过均衡节点能耗,可有效提高无线传感器网络性能.     

可靠传感网聚类路由算法研究

为延缓传感器网络寿命，提高能量使用效率，提出一种新的能效高的可靠聚类路由算法--多类头方法的传感网 聚类路由算法.该算法采用每个类多类头节点共同承担类头节点的作用--收集数据、融合数据并发送数据包到基站，来 解决单类头节点因故障等原因带来的不可靠而导致的能量损失，以及改善网络能量使用效率和提高数据传输可靠性.在仿 真环境下，该算法与单类头方法的聚类路由算法进行了比较，结果表明，该算法改善了能量消耗均衡性，提高了能量使 用效率以及类头节点数据传输可靠性，从而也延长了网络寿命.     

基于兴趣梯度和能量梯度改进的GPSR路由算法

针对贪婪周边无状态路由（GPSR）算法中能耗不均衡和高能耗问题,提出了一种基于兴趣梯度和能量梯度的改进的GPSR路由算法。首先,在查询消息沿路由路径的传输过程中,根据汇聚节点与事件区域节点发生数据内容的匹配程度,确立兴趣阈值和能量阈值;然后,当路由路径中的一些节点接近阈值,网络将运用右手法则和递归贪婪算法提前找出一条新的路由路径到目标区域,从而使节点负载相对均衡。仿真实验结果表明,改进的算法减少网络能耗和延长网络的生存周期。     

一种运行轨迹驱动的移动自组织网络路由算法

在移动自组织网络(MANETs)中常见路由算法的基础上,如单副本路由和泛洪路由,提出了一种基于轨迹相似度的单副本路由算法.针对单副本路由和泛洪路由中存在的问题,如单副本路由中的大传输延迟、泛洪路由中的过量网络资源消耗及由此导致的数据丢失,提出了基于历史轨迹记录相似度的多副本路由算法.通过仿真实验,对所提算法在转发成功率、转发延时及转发次数等性能参数方面进行了评估.实验结果表明,与现有的路由算法相比,所提出的算法具有更好的性能表现,达到了预期的设计目标.     

ZigBee网状网络路由协议的可扩展性研究

现存的ZigBee网状网络采用Ad Hoc按需矢量路由算法AODV。AODV是在洪泛的基础上来确定路由的,随着节点的增多,网络性能便会下降,网络的扩展便受到限制。在该文中提出一个有助予提高网络扩展性的基于簇的ZigBee网状网络路由协议ZiCL,它是在ZigBee网状网络分级地址结构的基础上,将网络划分成簇,分别给每个簇分配一个簇标。在路由发现时,基于簇标来查找目的节点,减少路由发现程序。仿真结果显示,ZiCL降低了路由开销从而提高了网络扩展性。     

面向QoS需求的分簇自组织网络路由算法

基于分布式分簇的网络管理架构,网络节点可以被划分成多个管理域,并由相应区域的簇首进行协同管理。为实现分布式网络场景中,业务差异化的服务质量（QoS）需求与多维度网络资源之间的高效按需匹配,提出了一种基于强化学习的路由调度算法,以降低端到端的时延和防止网络拥塞为目标,优化调度路径。所提算法可以通过簇首集中式和节点分布式2种方式实现,可以解决分布式环境下全局资源信息不完备的问题,有效保证跳变环境下网络的健壮性。将100个节点划分为4个管理域进行仿真验证。仿真结果表明,所提算法可以有效地降低业务的平均时延,并且在业务拒绝率、网络资源利用率方面均优于传统方法。     

一种面向分簇实时监测应用的WSN时间同步算法

为了建立一种适用于分簇实时监测无线传感器网络的时间同步算法,同时建立具有较高精度的时钟偏移补偿模型,首先在分析分簇无线传感器网络特性的基础上,提出了一种基于分簇网络路由协议的跨层式同步拓扑构建方法;通过利用簇头路由信息和由邻居握手协议建立的簇内节点间的邻接关系,分别建立基于簇间双向组播和簇内双向广播的同步机制;最后结合参数估计理论构建基于线性模型的非簇头节点时钟偏移估计方法以及基于最大似然估计的簇头节点时钟相位补偿方法。理论及实验结果表明:该算法不仅保证了同步拓扑的有效性,而且使得同步开销较HRTS算法降低33%,较TPSN算法降低88%;单跳平均误差与TPSN算法相差仅6.36μs,较RBS算法提高12.87μs。