一种基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议

以分簇技术为基础的路由协议对无线传感器网络扩展性的提升有非常重要的意义,数据在簇首向数据汇据点进行多跳通信传输的过程中,因为同汇聚点距离较近的簇首负荷相对较大,致使能量消耗完毕,从而无法发挥作用,最终出现网络分割的后果。本文主要阐述了相关研究工作及无线传感器网络路由的问题描述,对基于非均匀分簇的路由机制、EEUC进行分析,并进行实验分析和总结,以期延长网络存活时间,平衡簇首能量消耗问题。     

一种改进的传感器网络分簇分层路由协议

在分析了无线传感器网络中传统的LEACH和LEACH-C路由协议基础上,结合MTE路由协议思想,提出了一种新的改进型分簇分层路由协议(improved clustering hierarchical routing protocol,ICH).文中簇首节点可以采用多跳方式传输数据包,且在选择中继节点时考虑节点剩余能量,对进入下一轮的条件进行了限制.实验表明,改进后的ICH协议的节点存活率比LEACH-C好.     

基于能耗均衡的水下传感器网络分簇路由算法

针对水下传感器网络能耗不均衡问题,提出一种能耗均衡的多跳非均匀分簇路由算法。算法在水下传感器网络非均匀分簇的基础上,通过改进节点簇头竞选的阈值计算方式,解决了网络后期簇头竞选阈值低导致的网络能耗激增;通过引入多跳路由选择公式,综合考虑节点剩余能量和链路能耗,延长网络生命周期。仿真表明,提出的算法生成簇头数目稳定,能耗较低,并且能有效延长水下传感器网络的生命周期。     

一种按需多径的无线传感器网络簇头路由协议

针对分簇无线传感器网络中簇头之间通信联通难以保证,由簇头构成的多跳网络拓扑频繁变化的特点,提出了一种按需多径的簇头路由(OMCHR)协议.对比现有按需路由协议,其创新之处在于:(1)利用层ID限制路由控制消息的广播转发,并控制传输路径的跳数;(2)在路由发现过程中根据需要任命部分成员节点充当路由节点,保证簇头间的通信联...     

基于时间驱动簇头选择非均匀分簇路由算法

非均匀分簇能有效解决由多跳路由引起的“热区”问题,但现有非均匀分簇算法在簇头选择时消耗大量能量.本文提出了基于时间驱动簇头选择非均匀分簇路由算法,它的核心是在簇头选择阶段,节点广播成为簇头消息的时间与其剩余能量成反比,广播半径为其竞争半径,并由节点广播半径构造出大小不等的簇,因此降低了算法消息复杂度以及节省了节点能量....     

基于无线传感器网络分簇算法的研究

无线传感器网络是由大量随机部署在监测区域的微小传感器节点通过无线通信、自组织方式构成的分布式网络系统,一般用于对人类无法到达的区域或环境进行监测,并将采集的信息传送给远方的监测者,由监测者根据得到的信息进行分析,从而了解监测区域或环境的情况。     

基于能量优化模型的无线传感器网络分簇算法

考虑到无线传感器分簇网络中簇的规模、簇头数量和节点剩余能量是能量有效型分簇路由算法关注的重要指标,提出了一种基于能量优化模型(EOM)的分布式分簇算法——EOMC,该算法通过建立网络能耗优化模型,以最优簇头数构建分簇通信规模,并结合功率控制将候选簇头限制在一定宽度的选举环带,使得簇头分布均衡,同时兼顾到节点剩余能量进行分簇,以达到均衡节点能耗,延长网络生存期的目的。与低能耗自适应分簇分层(LEACH)协议的对比仿真的结果表明,该算法能够达到预期指标,算法的开销相对较小。     

一种低计算复杂度的无线传感器网络分簇定位算法

针对已有的集中式定位算法定位精度低,而分布式定位算法计算复杂度高、通信量大的问题,提出了一种适用于无线传感器网络的计算复杂度低的节点分簇定位算法.首先,提出满足最大连通度的多边界节点分簇算法,采用此算法把网络划分为若干个簇,各簇分别进行簇内节点定位;其次,各簇进行融合,最终实现全网节点的定位.仿真结果表明,这种分簇定位算法比分布式定位算法计算复杂度低、通信量小、定位精度相当或略差,比集中式定位算法计算复杂度低、通信量小、定位精度高.采用该算法可以降低传感器网络节点定位过程中的能耗,提高计算效率,延长网络寿命.     

无线传感器网络分簇算法研究综述

由于无线传感器网络存在能量约束问题,因此如何利用现有能量资源,延长网络的生命周期是无线传感器网络技术迫切需要解决的问题。分簇算法(ClusterAlgorith m)是无线传感器网络在分层路由中的重要算法。本文在简单介绍当前几个典型分簇算法的基础上,重点分析了簇首的形成过程,最后给出了结论和展望。     

基于Mamdani模糊推理的无线传感器网络可信簇头选举算法

为了解决无线传感器网络中恶意节点成为簇头而引起的层次路由安全问题,提出了一种基于Mamdani模糊推理的可信簇头选举算法(TCEM)。TCEM算法根据节点的行为表现,采用贝叶斯原理评估节点信任值,在此基础上,结合密集度及向心度,使用Mamdani模糊推理方法计算节点优越度,选择最优者作为簇头,从而实现簇头的可信选举。仿真实验结果表明,该算法能有效阻止恶意节点成为簇头,且在簇头合理分布、网络整体能效等方面均有良好表现。     

事件驱动型传感器网络能量有效数据融合算法

从降低网络能耗和平衡网络负载的角度,提出了网络的一种能量有效的数据融合算法EFDAA,可应用于节点数量及覆盖度均较大的事件驱动型无线传感器网络.该算法采用正六边形网格划分方法,基于全网能量消耗模型计算所需的融合节点数,解决由于无规则选取融合节点数量而造成的网络能耗增加问题,并且能够优化融合节点的分布;为平衡网格内节点负载,以节点剩余能量、邻节点度和移动性作为选取融合节点的权重因子,基于距离信息自适应调整网格内节点间的单跳通信级别.仿真实验结果表明,融合节点数量的优选,降低了网络总的能量消耗;相比较于HEED算法,EFDAA有效延长了网络生命期.     

Low-complexity low-memory energy-efficient image coding for wireless image sensor networks

Wireless image sensor networks are capable of sensing, processing and transmitting the image in hard-to-access regions without expensive network infrastructure and will have great contribution in Internet of Things. These networks are resource constraint systems with limited memory, energy, processing speed and bandwidth. Low computational energy and communication energy will improve the lifetime of these resource-limited networks. In this paper, an energy-efficient low-memory and low-bitrate image coding is designed exclusively for low-power camera-equipped sensor node. The performance of the proposed image coder is analysed in terms of bitrate, image quality, memory size and energy consumption. Experiments are carried out with Atmel ATmega128 processor. The experimental results show that this system consumes only 0.23% of energy consumed by true Discrete Cosine Transform-based Joint Photographic Experts Group (JPEG) standard and offers reasonable image quality suitable for visual perception at low bitrate. This system requires only 19% of memory required by standard JPEG.     

无线传感器网络的流量自适应分簇算法协议

在分析LEACH路由协议算法的缺点的基础上,提出了一种用于无线传感器网络的基于流量自适应的TDMA分簇算法协议.该协议根据当前节点数据流量的变化,自适应地调整该节点在其簇内通信的时隙长度,减少节点空闲时消耗的能量和节点从睡眠到活跃状态来回切换的能量.仿真实验结果表明,与LEACH协议簇内时隙分配算法相比,运用这种新的时隙分配算法,可以节省节点的能量,提高网络的生存时间,改善网络性能.     

一种能量高效的水下传感器网络路由协议

水下传感器网络的应用特点,使得高效利用网络节点能量、延长网络生存期成为水下传感器网络路由协议的一个显著特征。在目的节点序列距离矢量DSDV(Destination-Sequenced Distance-Vector)路由协议和基于最小代价场路由协议的基础上,提出了一种延长网络寿命的路由算法。该协议通过均衡每个网络节点的能量消耗,来达到延长整个网络生存期的目的,并进行仿真论证,仿真结果表明提出的这个路由协议相对于DSDV,网络生存时间延长了大约10%。     

REEP: data-centric, energy-efficient and reliable routing protocol for wireless sensor networks

Owing to the growing demand for low-cost 'networkable' sensors in conjunction with recent developments of micro-electro mechanical system (MEMS) and radio frequency (RF) technology, new sensors come with advanced functionalities for processing and communication. Since these nodes are normally very small and powered with irreplaceable batteries, efficient use of energy is paramount and one of the most challenging tasks in designing wireless sensor networks (WSN). A new energy-aware WSN routing protocol, reliable and energy efficient protocol (REEP), which is proposed, makes sensor nodes establish more reliable and energy-efficient paths for data transmission. The performance of REEP has been evaluated under different scenarios, and has been found to be superior to the popular data-centric routing protocol, directed-diffusion (DD) (discussed by Intanagonwiwat et al. in `Directed diffusion for wireless sensor networking? IEEE/ACM Trans. Netw., 2003, 11(1), pp. 2?16), used as the benchmark.     

时间异步无线传感器网络的目标跟踪动态成簇算法

为了解决时间异步无线传感器网络在目标跟踪时的节点协作管理和跟踪时间配准问题,提出了一种适用于时间异步条件下目标跟踪的动态成簇算法。该方法通过分析目标的无线信号强度和各节点至目标的距离来动态组建跟踪簇,然后依据目标及簇头的通信距离对簇头射频信号的覆盖区域进行功能划分,实现节点对目标的协作跟踪,同时以簇为跟踪时间的计算单元,通过簇内计时和簇间贯序传递的方法实现跟踪时间的配准。仿真实验表明,该算法进行目标跟踪时能有效均衡网络能耗,且具有较好的跟踪精度和系统鲁棒性。     

基于距离分区的多级异构无线传感器网络成簇算法

为了防止无线传感器网络(WSN)节点因为通信距离过长而过早死亡,有效延长网络生命周期,提出了一种基于距离分区的高能效的多级异构无线传感器网络成簇算法(MHCADP)。此算法将监测区域分为三部分,并根据不同监测区域和基站的距离部署能量不同的三类节点,按照节点剩余能量与网络平均能量的比例来选举簇头节点,让较高初始能量和剩余能量的节点拥有更多的机会成为簇头。另外,在数据传输时,考虑节点和基站的距离以及自身剩余能量,选择单跳或多跳的传输方式。仿真实验结果表明,与现有的重要成簇算法——低能耗自适应分簇分层(LEACH)算法和稳定选举协议(SEP)算法相比,MHCADP算法能够有效减少网络能量消耗和平衡网络负载,使网络稳定周期和生命周期延长50%以上。     

基于连通可靠度约束的分簇算法研究

在研究了一些分簇算法基础上,提出基于连通可靠度约束的、适合大规模随机部署的快速成簇算法。仿真表明基于连通可靠度约束的快速成簇算法得到的分簇覆盖面广、簇头分布合理、稳定性强,与最小ID分簇及优化的最大连接数分簇算法相比,得到簇头数量少,分簇更合理,各成员节点与簇头的连通可靠度好,能保证网络的稳定性与健壮性,大大减少重构开销带来的通信代价,有利于均衡网络能量消耗,延长网络生命周期。