无线传感器网络分簇路由协议的研究与应用

无线传感网是由许多具有计算能力的智慧无线节点组成的网络,这些无线传感节点负责收集周边环境的各类数据进行汇总处理,使得人们可以实时获得大量可靠的信息.在无线传感网络中,网络协议设计的主要目的是降低网内节点在通信上的能耗,从而延长网络的工作寿命.本文以分簇路由协议为研究对象,对国内外典型的分簇路由协议进行分析和比较,分析分簇路由协议存在的问题,并预测未来发展的趋势.     

无线传感器网络分簇路由协议

在无线传感器网络体系结构中,网络层的路由技术至关重要.分簇路由具有拓扑管理方便、能量利用高效、数据融合简单等优点,成为当前重点研究的路由技术.分析了无线传感器网络分簇路由机制,着重从簇头的产生、簇的形成和簇的路由角度系统地描述了当前典型的分簇路由算法,并比较和分析了这些算法的特点和适用情况.最后结合该领域当前研究现状,指出分簇路由算法未来的研究重点.     

无线传感器网络分簇路由协议分析

网络层的路由技术在无线传感器网络体系结构中的重要性不可忽略。方便的拓扑管理、高效的能量利用和简单的数据融合是分簇路由的优点,这也是该路由技术成为当前重点研究的原因。本文将分析无线传感器网络分簇路由机制,描述路由协议设计的好与坏直接影响WSN总体的性能,比较和分析了几种算法的优缺点。将该领域当前研究现状和分簇路由算法的发展趋势相结合。     

基于多重竞争的无线传感器网络簇头选择算法

无线传感器网络(WSNs)需要简单而有效的算法提高网络的生存周期.在经典的分簇算法LEACH基础上,根据节点剩余能量进行竞争,剩余能量大于阈值的节点可以选为簇头.在选择簇头时,各节点设置延时时间,根据邻节点数、到已选定簇头的距离2个因素进行竞争,选择合适的节点成为簇头.算法稳定了簇头数量,并使簇头分布更合理.仿真和数据分析表明:算法能显著提高网络的生存周期.     

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.     

无线传感器网络高能效分簇路由算法

无线传感器网络与传统无线网络相比,网络节点在具有的电源能量、计算与处理能力、通信带宽等方面都十分有限。延长网络的生命周期成为无线传感器网络的一个关键问题。在低功耗自适应分簇路由算法(LEACH)的基础上提出了一种改进算法,其主要思想在于根据监测区域面积、节点数目及基站位置来确定最优簇个数而不是低功耗自适应算法中的固定值。最后仿真结果表明,改进后的算法与LEACH算法相比,无论是在能量消耗还是网络生命周期方面都有较大的提高。     

基于DIJKSTRA的无线传感器网络分簇路由算法

为加快无线传感器网络最优路径搜索速度、减少路径寻优能量消耗和延长网络寿命,提出了基于改进的DIJKSTRA算法的无线传感器网络分簇路由算法;运用DIJKSTRA算法在无线传感器网络内以多跳接力的方式来搜寻从源节点到目的节点的最短路径;结合能耗优化策略,避免网络能耗热点问题,实现网络能耗均衡;通过与基于蚁群算法的路由算法对比分析,基于Dijkstra的网络分簇路由算法能优化网络分簇并建立较优传输路径,其快速收敛性能减缓了网络中簇头节点的能耗,延长了网络寿命,提高了网络鲁棒性。     

基于分簇路由算法的无线传感器网络技术研究

无线传感器网络的用途越来越广泛,分簇路由算法对于提高该网络的应用效率有极大的研究价值.从分簇路由算法机制分析入手,通过对当前分簇路由算法思路进行设计,提出了一些改进策略,为进一步优化算法提供参考.     

无线传感器网络多路径簇头链分簇式路由算法

本文分析了无线传感器网络路由协议的研究现状,重点研究了分簇式路由算法,并提出一种改进的算法--基于能量和距离的多路径簇头链（MCBED）算法。该算法不仅改进了簇头节点的选取方法,而且根据需要产生替补簇头节点,形成多路径簇头链。理论分析和仿真实验表明,改进后的算法分簇更加合理,提高了网络健壮性,节省能量,均衡节点能量消耗,显著延长了网络生存时间。     

传感器网络中基于链状的分簇路由算法

集成了传感器、嵌入式技术、分布式信息处理技术和无线通信技术而形成的无线传感器网络(wireless sensor network,简称WSN)是一种全新的信息获取和处理技术.但由于无线传感器网络节点能量有限的特点,使其路由协议既不同于传统的有线网络,又有别于ad hoc网络,因此研究节约传感器节点能量,延长传感器网络生命周期的条件下减少分组传递延迟的路由算法对提高网络的整体性能有重大意义,本文在水电表度数采集的具体应用背景下提出了一个基于链状的分簇路由算法(Chain-based Clustering Routing Algorithm-CBC).模拟实验结果显示CBC算法比LEACH,PEGASIS在能量×延迟度量上表现更优.     

一种能量感知的无线传感网拓扑控制算法

本文为不平衡能量分布的异构无线传感网构建一种拓扑控制算法EADCA。在该算法中,每个节点根据自己的剩余能量和邻居节点的平均剩余能量计算簇头声明报文发送的理论时刻;在该理论时刻,没收到任何簇头声明报文的节点成为簇头,该簇头广播簇头声明报文;收到簇头声明报文的节点成为普通节点并放弃发送簇头声明报文。同时,该算法在簇头竞争过程中使用经验数据,并对孤立节点和能量过低节点进行休眠。仿真结果表明,EADCA能够延长网络生命周期,有效控制簇头分布密度。     

WMSN中一种有效的地理路由空洞迂回算法

路由空洞问题一直是无线多媒体传感器网络的一个研究热点,针对地理位置路由的特点,提出了一种有效的空洞迂回算法BHRGR。该算法通过提前发送探测包获取空洞边界节点信息确定空洞位置,构建覆盖空洞的虚拟矩形以产生动态中间目的节点,形成有效的迂回空洞路径。仿真结果表明,该算法的路由平均跳数和能量消耗有明显的减少,而且能够有效地缓解路由空洞扩大问题,延长网络生存时间。     

A multi-objective routing algorithm for Wireless Multimedia Sensor Networks

In this paper, a new multi-objective approach for the routing problem in Wireless Multimedia Sensor Networks (WMSNs) is proposed. It takes into account Quality of Service (QoS) requirements such as delay and the Expected Transmission Count (ETX). Classical approximations optimize a single objective or QoS parameter, not taking into account the conflicting nature of these parameters which leads to sub-optimal solutions. The case studies applying the proposed approach show clear improvements on the QoS routing solutions. For example, in terms of delay, the approximate mean improvement ratios obtained for scenarios 1 and 2 were of 15 and 28 times, respectively.     

无线传感器网络中的节能路由算法

针对传感器网络中的节点能源有限的特点,文章在分析LEACH的基础上,提出一种高能效的路由算法。该算法根据各节点剩余能量大小和簇成员数控制簇的形成,使簇头之间通过多跳合作的方式与基站进行通信,从而使网络能量均匀消耗。仿真结果显示,与原LEACH协议相比,改进后的算法提供了更长的网络生存时间。     

无线传感器网络动态规划的能量有效路由研究

针对无线传感器网络的能量有效路由问题,以及能量消耗通常不满足所谓的“三角不等式”的特点,通过建立动态规划的能量消耗模型,将传感器网络的路由转化为矩阵和向量的运算问题,在此基础上提出一个适合传感器网络的矩阵乘路由算法。仿真结果表明,提出的算法能显著地降低路由的能量消耗,有效地延长网络的生存周期。     

一种无线传感器网络自适应定位算法

针对无线传感器网络中未知节点分布不均的问题,提出了一种无线传感器网络自适应定位算法。首先通过遍历未知节点,对区域密度进行划分,自适应改变各个区域信标节点虚拟力系数,使得信标节点合理分布于被监测区域中,提高了定位精度。理论分析和实验表明：算法是行之有效的。     

基于双模糊逻辑的无线传感器网络分簇算法

为降低无线传感器网络的能量消耗,延长网络生命周期,提出基于双模糊逻辑的无线传感器网络分簇算法(DFCP)。模糊逻辑一综合了节点剩余能量和节点与基站距离2个参数,确保输出高能量低能耗的节点竞争簇头的优势;模糊逻辑二综合了节点度与簇内平均节点能耗值2个参数,确保输出以簇为单位的局部能耗最小。簇生成阶段,基于非概率模式的延时机制保证了簇簇之间的均匀分布。通过与其他算法(LEACH、ECPF)对比,仿真结果表明:DFCP能克服LEACH协议运行下的网络簇分布不均、低能量节点担任簇头等缺点,并降低网络能量消耗;当网络中节点能量不一致时,DFCP运行下的网络簇头位置分布、网络局部能耗均衡优于ECPF。     

无线传感器网络LEACH协议性能分析

LEACH协议是专门应用于无线传感器网络的层次路由协议,在无线传感器网络路由协议中占有重要地位。本文采用理论分析与仿真实验相结合的方法,对LEACH协议的性能进行了深入研究,指出了LEACH协议路由算法的不足,明确了进一步对LEACH协议进行改进的方向。     

室内无线传感器网络及其应用

介绍了传统无线传感器网络的起源、发展和现状,分析了室内环境对传统无线传感器网络技术的挑战,提出了一种新颖的室内无线传感器网络节点的构架设计方案;最后展望了室内无线传感器网络技术的应用前景。     

分级簇树结构无线传感器网络设计

针对无线传感器网络在实际应用中拓扑变化少的特点,将其分为两级,低级别由多个簇组成,高级别由簇首组成,簇首以及簇内节点通信均遵从树状路由算法。采用STC89C52单片机、IP-Link 122x无线模块、DS18B20、DHT11等单总线温湿度传感器构建无线传感器网络。实验证明设计方案实现方法简单,适合于组建大规模的静态无线网络。