基于分簇机制的移动无线传感器网络数据采集协议*

为了均衡无线传感器网络的能量消耗,提出了一种基于分簇机制的移动无线传感器网络数据采集协议。该协议中,整个网络使用网格均匀分簇,节点根据加权能量—邻居规则选出分布在簇中间区域的簇头,簇头负责收集簇内兴趣事件并进行数据融合,移动sink依次运动到簇的中心点位置收集簇内兴趣事件。仿真结果表明,该协议有效地均衡了网络的能量消耗,延长了网络的生存时间。     

无线传感器网络单基站调度算法

对于无线传感器网络(WSN)移动基站的调度问题,提出了一种基于线性规划方法的移动单基站调度算法。首先,通过对移动单基站调度问题的形式化描述,对该问题在时间域中进行了数学建模,并使用重建模技术,将问题从时间域转化到空间域以降低求解复杂度,然后基于线性规划理论建立了一个多项式时间复杂度的最优算法。模拟仿真实验验证了该算法的有效性,实验数据表明该移动基站调度算法能有效地延长无线传感器网络的网络生命周期。     

密集型传感器网络中移动sink的路径选择机制

针对密集型无线传感器网络,以最大化网络寿命为优化目标,将网络转换成相应的网络流图,利用网络最大流问题估算sink采用不同路径下的网络寿命并以此为标准进行路径选择,提出了一种基于网络流理论的高效sink路径选择机制。仿真结果表明,本方案同采用固定路径采集及类似解决方案相比,能有效均匀网络能耗,延长网络寿命,取得了较好的网络性能。     

具有移动sink 的无线传感器网络能量均衡分簇路由协议

提出了一种具有移动sink的无线传感器网络能量均衡分簇路由协议.将整个网络划分为若干个网格,每个网格采用簇头评判模型选出簇头,簇头负责收集簇内兴趣事件,进行数据融合后转发给移动sink.当sink在同一个网格内移动时,只需要将新位置通知当前网格的簇头;当sink移动到新的网格时,先将位置报告给新网格的簇头,然后由该簇头将位置信息分发给其他簇头.该协议能够有效地均衡节点的能量消耗,延长网络的生存时间.     

基于可预测移动汇聚节点的无线传感网分簇算法研究

在汇聚节点移动可预测情况下,提出一种无线传感网分簇算法。该算法将subsink节点引入到HEED分簇算法中,以较快感知移动路径变化,快速形成分簇拓扑;采用sink节点注册机制,实现汇聚节点移动过程中的信息交互。实例分析表明,该算法能快速形成合理网络拓扑,延长无线传感网的生存期。     

一种基于网格的无线传感器网络分簇路由协议

为延长网络生存时间,提出了一种基于网格的无线传感器网络分簇路由协议.整个网络分成若干个虚拟网格,每个虚拟网格形成一个簇,采用唯一簇头选举法产生簇头,且簇内成员可以根据局部的信息调整簇的大小,达到节省能量的目的.仿真实验和分析表明:该协议能均衡网络能量,延长网络的生存时间.     

用于移动汇聚节点的自适应数据采集策略

移动汇聚节点用于无线传感网络信息采集,可以提高网络能效性,延长网络生命期。研究了四轴飞行器携带 移动汇聚节点,该节点可采集地面无线传感网数据。通过分析汇聚节点空中移动特性,探讨了低功耗无线数据采集 时,移动轨迹、速率和高度与移动汇聚节点能够发送的数据量的之间的理论约束条件。在满足约束条件前提下,提出 基于数据量局部最优化策略,用以控制移动汇聚节点移动路径。在仿真环境中,详尽分析了这种数据采集策略下逗留 时间与移动轨迹、速度和高度等之间的关系,为这类应用莫定了理论基础。     

基于事件驱动的无线传感器网络数据收集协议

为延长网络生存时间,提出一种基于事件驱动的传感器网络数据收集协议。该协议根据自适应评估模型选出簇头,当有兴趣事件发生时,簇内成员节点将收集到的数据传递给簇头,簇头进行数据融合并向sink发送数据收集请求。sink接收到数据请求包后,移动到这个簇头附近开始收集簇内兴趣事件。仿真实验结果证明,该协议能有效降低节点能耗,延长网络寿命。     

层次型无线传感器网络节点布置方案的研究

对于大规模层次型的无线传感器网络,越靠近sink的节点,数据转发量越大,能量消耗速度越快,因此节点的密度分布状况对整个网络的生命期有着很大的影响。对层次型无线传感器网络的节点能耗分布状况和密度分布状况进行了分析,提出一种适合于大规模网络的节点布置方案。通过与均匀布置方案相比较,提出的方案能够使网络生命期得到很大的延长。     

一种新的基于LEACH的WSN分簇协议

LEACH是针对无线传感器网络设计的低功耗自适应分簇聚类路由算法,与一般的平面多跳路由算法相比,LEACH算法可以将网络生命周期延长15%。但是,靠近汇聚节点的簇头节点由于转发大量数据而导致自身能量消耗过快且节点易失效,从而造成网络分割,形成＂热区＂的问题,提出了一种新颖的基于分区能耗均衡的多跳非均匀分簇算法（CEUC）。改进后的算法采用固定分簇的方式;形成的簇是不均匀簇,即靠近Sink节点的簇的半径较大,而远离Sink节点的簇的半径较小;簇首选择的依据是节点的剩余能量。仿真实验结果表明,该路由协议有效地平衡了无线传感器网络的节点能耗,延长了网络的存活时间。     

移动传感器网络中能量均衡分簇及移动策略

无线传感器网络各节点能量有限,如果数据收集节点（Sink）能够移动,则可以大大节约节点能量,从而延长网络的寿命。首先提出一种能量均衡的分簇算法,根据节点地理信息进行分簇,使得节点耗费总能量尽可能小的同时,使各簇能量消耗基本平衡;在此基础上提出一种Sink 移动策略,Sink 优先选择能量较充足的簇收集信息。仿真结果表明,与传统的随机移动算法相比,提出的算法能够显著平衡各族之间的能量消耗,并减少总的网络能量消耗,从而提高网络的寿命。     

Termite-hill: Performance optimized swarm intelligence based routing algorithm for wireless sensor networks

A wireless sensor network (WSN) is a large collection of sensor nodes with limited power supply, constrained memory capacity, processing capability, and available bandwidth. The main problem in event gathering in wireless sensor networks is the formation of energy-holes or hot spots near the sink. Due to the restricted communication range and high network density, events forwarding in sensor networks is very challenging, and require multi-hop data forwarding. Improving network lifetime and network reliability are the main factors to consider in the research associated with WSN. In static wireless sensor networks, sensors nodes close to the sink node run out of energy much faster than nodes in other parts of the monitored area. The nodes near the sink are more likely to use up their energy because they have to forward all the traffic generated by the nodes farther away to the sink. The uneven energy consumption results in network partitioning and limit the network lifetime. To this end, we propose an on-demand and multipath routing algorithm that utilizes the behavior of real termites on hill building termed Termite-hill which support sink mobility. The main objective of our proposed algorithm is to efficiently relay all the traffic destined for the sink, and also balance the network energy. The performance of our proposed algorithm was tested on static, dynamic and mobile sink scenarios with varying speed, and compared with other state-of-the-art routing algorithms in WSN. The results of our extensive experiments on Routing Modeling Application Simulation Environment (RMASE) demonstrated that our proposed routing algorithm was able to balance the network traffic load, and prolong the network lifetime.     

J-Sim下WSNs仿真框架的扩展设计与实现

随着无线传感器网络(WSNs)的应用,如何延长网络生命周期,对路由协议的研究提出了挑战。为了更好地研究能量高效利用的WSNs路由协议,建立对WSNs能耗支持较好的仿真平台具有十分重要的现实意义。针对J-Sim下WSNs框架对能耗仿真支持不好的问题,在现有的WSNs框架基础上提出了一种支持能耗仿真的WSNs仿真框架并在该框架上扩展实现LEACH协议。实验结果表明改进后的WSNs框架可以真实地仿真WSNs,获取有价值的仿真结果。     

随机分布的无线传感器网络中移动sink的路径规划

针对大量节点正态分布的无线传感器网络,为了提高网络的寿命,提出了一种移动sink的高效路径规划方案。首先由节点的分布规律将网络划分为多个子区域,然后在此基础上以最大化网络寿命为目标找到sink的最佳转折点,最后得到一条最优路径。通过NS-2中大量的仿真实验结果表明,与已有的类似方案相比,该方案可以有效均衡网络能耗,延长网络的生命周期,同时取得较好的网络性能。     

能量有效和延迟敏感的无线传感器网络数据收集协议

利用移动Sink进行数据收集是无线传感器网络数据收集的一个趋势。本文提出一种能量有效、延迟敏感的移动数据收集协议（Energy—efficient and Delay—Sensitive Data Gathering Protocol for Wireless Sensor Networks,简称EEDS）。EEDS中,移动Sink在网络中穿行,从代理节点收集传感器节点监测到的数据。为了减少数据收集的延迟,采用类TSP（Traveling Salesman Problem）的解决方法,确保移动Sink在各个代理节点中收集数据时,始终选择一条最短路径在网络中行走。模拟仿真表明,提出的数据收集协议在延长网络生命周期以及减少数据收集延迟方面都有显著的优势。     

能量受限的单移动设备无线充电调度算法

基于磁耦合谐振的多节点充电技术为解决无线传感网络的健壮性问题提供了潜在的解决方法。为了减少充电设备的移动能耗,保证充电规划的可调度性,结合磁耦合谐振的充电效率,采用蜂窝网状结构将网络分割成若干充电区域,提出了基于移动充电设备的无线传感器网络充电调度算法。由于实际的移动设备能量通常有限,在每个充电周期内综合考虑移动设备能量、节点剩余能量等,提出了自适应动态算法以自动选择k个充电区域。规划充电路径时,采用实时性较好的弹性网络算法来满足网络节点的充电需求。仿真结果表明,充电设备能量的大小会直接影响网络的总能量与最小剩余能量,算法在设备能量有限时能够最大化网络的最小能量,延长网络的生命周期。     

基于虚拟栅格的传感网能量空洞缓解方法

为延长无线传感网的生命期,提出了一种能量空洞缓解方法。网络被划分为若干虚拟栅格,以便于多跳传输。树形结构的数据上传路径则由各个簇头和移动Sink构成。此外,为缓解能量空洞的出现,Sink的移动轨迹被设计为可控的,从而有效均衡了能耗。仿真结果表明,该方法在多跳传感网络的节能方面表现较为良好。     

WSNs中基于PMP的多SINK节点布局研究与实现

针对sink节点可布置的无线传感器网络应用,提出了一种基于PMP模型的多sink节点布局策略.该策略在桌面电脑上计算出sink节点的最优位置集来指导sink节点的布局.本文使用该策略结合一种启发式算法实现了无线传感器网络的仿真布局.仿真结果表明,该布局策略能够有效降低无线传感器网络的能量消耗,提高网络服务效率,延长网络的生存期.     

无线传感器网络中的分布式平面t-支撑拓扑控制算法

在确保无线传感器网络连通的前提下,每个节点自适应地调整自己的发射功率,通过最小化节点的能耗和减少节点间的通信干扰,达到延长网络生存时间的目的.基于 Voronoi划分和局部Delaunay三角剖分,提出一种新的几何结构PSLDel图(planar symmetric local Delaunay triangulation)以及其分布式构造算法,为无线传感器网络建立连通、稀疏、平面、t-支撑的底层逻辑拓扑,每个节点将依据最远的逻辑邻居调整到最小发射功率.仿真实验表明,PSLDel图在逻辑邻居、最小发射功率和通信干扰等性能方面接近集中式构造的UDel图,而且PSLDel图的网络延迟稍微优于 UDel图;与分布式构造的AUDel图相比,PSLDel图的通信开销至少可以降低55%,从而有利于提高无线传感器网络的能量使用效率.     

传感器网络中一种基于分层的功率控制算法

无线传感器网络的能耗决定了网络的生存时间,如何设计有效的算法来延长网络的生存时间是一个重要的研究课题。针对矩形传感器网络,提出一种基于分层的功率控制算法,通过分析节点的能耗来计算层的宽度和节点的通信半径,以达到网络能耗的均衡分布。仿真实验表明,算法能有效延长网络的生存时间。