基于着色能量高效的无线传感网拓扑控制算法北大核心CSCD

针对一类稠密无线传感网,提出了一种基于着色能量高效的网络拓扑控制算法CEETC。该算法将稠密结点进行合理着色分类,同色的结点能够传输数据,只有在有效传输距离内没有同色结点时可选择距离最近且剩余能量多的其他着色邻居结点进行数据传输,能够有效地减少结点邻居数目,经过较少的路由跳中转将数据传输给基站,避免结点稠密无线传感网拓扑控制算法采用多邻居路由传输,从而节约了数据传输过程中因数据转发而带来的额外能量消耗,延长了网络的存活率。仿真结果表明,与其他典型的路由算法相比,CEETC能够更快地将结点数据传递给基站且结点消耗比较少的能量,获得更高的能量消耗率和更长的网络生存期。     

基于成型分区机制的无线传感网簇路由算法

针对无线传感网络部署中面临的数据分布的非均匀效应突出、节点成簇死板及分区机制困难的难题,该文提出了基于成型分区机制的无线传感网簇路由算法。首先按节点与基站距离进行成型化处理和分区;然后通过距离和耗能指标将不同分区内部的节点完成分簇处理,形成区头节点和簇头节点;最后通过两类节点的有机结合来实现无线传感数据的协作传输。仿真实验表明:与EEVC、LEACH算法相比,该文路由算法更能够有效地减缓网络能量开支,稳定网络的传输性能,提升网络数据的投递水平。     

多级异构无线传感器网络高能效多跳分簇路由算法

在无线传感器网络中开发一个高效节能的路由算法需要充分利用有限的能量。针对现有异构无线传感器网络分簇路由算法未考虑节点距离基站的位置,以及在路由传输方面多是采用单跳路由机制,从而造成能量空洞等问题。文中将提出一种多级异构无线传感器网络高能效多跳分簇路由算法,该算法将节点位置与剩余能量作为考虑因素来选举簇头,增加距离基站近且剩余能量高的节点被选举为簇头的机率,同时采用多跳与单跳相结合的自适应路由通信机制,均衡全网能耗、提高全网能效。理论和仿真实验结果表明该算法在存活节点和网络吞吐量等性能方面优于现有算法。     

多级异构传感器网络距离和能量有效分簇算法

分簇路由算法是无线传感器网络降低能耗的一种关键技术。由于多级能量异构无线传感器网络的节点初始能量在一定范围内随机分布,为了能有效利用节点能量的异构性以降低能耗、延长网络稳定周期,提出了同时考虑节点剩余能量和节点至基站距离的多级能量异构无线传感器网络的分布式分簇算法CDEE。该算法使剩余能量较高、距离基站较近的节点成为簇首的机会更大。仿真结果表明,CDEE算法可以有效降低并平衡网络能量消耗,延长网络稳定周期。     

基于免疫原理的无线传感器网络路由仿真

高效的路由方法是网络通信的基础,本文结合已有研究,为延长传感器网络的寿命,减少能量消耗.针对传统算法由于忽略了邻居节点的状态信息,从而降低网络的生存时间.提出一种免疫原理优化的无线传感器路由方法.在充分考虑了邻居节点的能量和距离分布信息的前提下,通过免疫方法进行优化选择,并进行仿真.仿真结果表明,算法能有效地均衡网络节点的能量消耗和显著地延长网络寿命.     

基于网络生命周期的节能非均匀分簇路由算法

针对在大规模地下隧道中应用无线传感网络的问题,在保证数据可靠传输的前提下,提出一种基于网络生命周期的非均匀分簇路由协议LEUC.为有效解决大规模网络问题,在长形隧道里建立环形节点模型,以一个基站及其覆盖节点进行分块传输.LEUC协议采用基于节点剩余能量和簇半径的簇头竞争算法,完成了非均匀分簇.距离基站较近的地方拥有较多的簇头,以承担转发数据所消耗的能量.仿真实验结果表明,LEUC实现了有效的分簇结构,提高了能量效率,延长了网络生命周期.     

基于改进蚁群算法的网络能量平衡路由策略

以无线传感器网络为研究对象,针对网络能量消耗不均匀,造成部分网络节点能量过早耗尽这一问题,采用无向图理论对无线传感器网络进行建模,并通过改进的蚁群算法对网络路由路径进行求解,改进启发因子,加入能量消耗预测机制,引导算法产生能够平衡各节点能量消耗的路由路径,最终达到平衡网络节点能量的目的。仿真对比实验表明,与经典蚁群算法相比,提出的改进蚁群算法能够有效降低节点剩余能量方差,平衡节点能量消耗,有效提高无线传感器网络的能量平衡。     

组合能量圆分布无线传感器网络分簇路由与拓扑形成算法

提出一种圆分布无线传感器网络的组合加权能量均衡分簇与路由算法(CW-EBCR).算法综合考虑了节点的度、节点能量水平、节点到其邻居节点的平均距离、以及节点当选簇首的累计时间,距离sink基站的距离等因素,在考虑最优簇数的基础上,周期性成簇,并实现了簇的自维护.仿真和分析表明:算法可以很好地实现圆分布无线传感器网络簇内和簇间能量均衡,较ACO-EBR算法延长20%的网络生存期.     

带有休眠机制的重叠分簇路由算法

针对无线传感网络能量利用效率低及能耗不均衡的问题,提出具有节点休眠的重叠分簇路由算法。在成簇阶段,考虑节点剩余能量及与基站的距离因素构建适应度函数,通过设计非线性惯性权重系数结合自适应学习因子,优化PSO算法的收敛速度及搜索效果的均衡化,得到最优簇头集。综合簇头剩余能量、节点密度和与基站的距离,得到相应簇半径的大小,利用簇间重叠区域,设置用于分担簇头数据转发任务的节点。数据采集阶段,采取相似数据收集策略,筛选出符合条件的相似节点进行休眠调度,从而减少冗余数据收集。数据传输阶段,基于重叠区域节点,采用方位合适度函数得到最佳数据转发路径。实验仿真表明：与LEACH和EEOC算法相比,网络性能分别提升了118.66%、35.34%。     

基于节点双通信模式的无线传感网络的可靠数据传输

在无线传感网络WSN中,由于电磁、核辐射的影响,使得传感节点无法与邻居节点通信,形成间歇失效节点。为此,提出了基于双通信模式的无线传感网络的可靠数据传输算法RDT-DMC。在RDT-DMC算法中,传感节点具有射频和声学双通信模式。信宿Sink采用集中分布方式收集节点的邻居节点变化信息,对间歇失效节点进行初步筛选,然后再利用基于奖惩机制,结合D-S证据理论DST和假设检验理论,识别间歇失效节点。若是间歇失效节点,就采用声学通信模式,抵御辐射影响,不受辐射影响后,恢复射频通信模式。仿真结果表明:与仅采用声学通信模式的无线传感网络相比,提出的RDT-DMC算法能够有效降低数据包端到端传输时延,提高能量利用率。     

基于正方形网格能量模型的能量均衡策略

延长网络生命周期是无线传感器网络的一个重要的目标。不均衡的能耗在很大程度上影响了网络生命周期。在正方形网格能量模型的基础上,使传感节点以一定的概率直接传输到基站节点或经过中继节点多跳传输到基站,提出基于能量均衡消耗的延长无线传感网络的生命周期的算法,并进行了相关的计算推导。     

一种基于休眠机制和簇化树的WSN能量有效路由

有效地使用传感节点的能量进而延长网络寿命成为设计无线传感网路由协议的一项挑战性的工作。为此,提出基于休眠机制和簇化树的能量有效路由SMTCER(Sleep Mechanism and Tree-base Clustering Energy-efficient Routing)协议。SMTCER协议引用休眠机制,让部分传感节点休眠,并将传感网络进行簇划分,每个簇里产生一个簇头,由簇头收集数据。同时,利用普里姆算法建立最小Spanning树,传感节点沿着树传输数据。最终,由簇头融合数据,并向基站传输。仿真结果表明:提出的SMTCER协议能够有效利用能量,比LEACH协议和PEAGSIS协议的网络寿命分别提高了250%、33%。     

基于RBF神经网络自适应滑模路由队列控制算法研究

为解决网络传输过程中TCP网络控制系统非线性结构参数和不确定项上界参数等参数摄动对路由数据队列长度控制的影响,采用了一种基于RBF神经网络(Radial Base Function Neural Network)的自适应滑模控制算法,实现对路由数据传输队列长度的控制,以改善TCP网络路由队列的数据传输中存在的数据丢失及数据拥塞问题。首先,对路由队列数据传输过程进行数学建模,利用RBF神经网络辨识TCP网络控制系统的非线性函数,采用自适应滑模学习算法调整不确定项上界参数,然后使用基于RBF神经网络算法的自适应滑模控制算法控制TCP网络传输过程,并对基于RBF神经网络的自适应滑模控制算法进行了仿真验证。仿真结果表明,该控制方法能够有效抑制TCP网络控制系统结构参数摄动对路由数据传输队列长度的影响,且系统动态误差小和抗干扰性能强。     

基于多属性决策的WSNs分布式能量均衡路由

针对无线传感器网络中现有路由能耗不均问题,提出一种基于多属性决策的能量均衡路由算法(distributed multiple attribute-based energy-balance routing,DMAE),通过引入节点负载预测机制、传输总能耗(total transmission energy cost,TEC)等,建立多属性决策模型,将节点的前向邻居的能量、综合负载、传输总能耗等参数定义为模型中的属性,根据构建的前向邻居列表信息,使用相对熵计算各属性的权重,确定决策模型。节点依据该决策模型选出最优的前向邻居中转数据,使全网能耗均衡。仿真结果表明,与MTE(minimum transmitted energy)、EAR(energy-aware routing)、DEBR(distributed energy balanced routing)协议相比,DMAE能够更好地均衡全网能量分布,提高能量利用率,从而延长网络生存时间。     

基于无线传感网的机械式电能表用电数据采集方法

设计一种基于无线传感网络的用电数据自动采集方法。利用四叉树分层算法将无线传感网络划分为多个簇，为每个簇群和簇内节点赋予唯一的id标识；利用四层树形结构的路由协议，选择无线传感网络路由，实现机械式电能表用电数据的层层传输；构建用电数据自动采集模型，利用奈奎斯特定理对用电数据完成采集。通过实验验证了所设计的用电数据自动采集方法能够保持较高的采集精度，同时丢包率和采集时延较低，可有效提高用电数据采集的工作效率，具有较好的应用效果。     

无线传感器网络中能量高效的自适应分簇算法

无线传感器网络中节点能量是受限的,高效的节能方法成为无线传感器网络中各种关键技术研究的重点之一。为有效降低分簇无线传感器网络在分簇时的能量消耗,给出一种能量高效的无线传感器网络自适应分簇算法。该方案首先是根据数据传输能量消耗最小原则计算出最优簇头节点数目,然后按照区域聚类方法进行分簇,最后在每个簇根据节点剩余能量和数据传输能耗代价选择簇头。仿真性能分析结果表明:所给方案可以有效降低节点能量消耗,防止簇头节点因能量消耗过快而过早失效。因此,该算法可以提升网络的稳定性,延长网络生命周期。     

无线传感器网络簇间多跳传输算法的研究

针对由不同功能的传感器构成的无线传感器网络,提出了一种基于权值的簇间多跳传输算法。该算法根据网络中节点能量分布的不同,引入权值因子进行簇首选举,在接下来的数据传输阶段采用了簇间多跳的传输方式。仿真结果证明该算法能够降低簇头能量消耗,均衡网络负载,从而延长网络生存时间。     

ZigBee中C1uster-Tree路由算法改进研究

针对ZigBee网络中Cluster-Tree只按父子关系选择路由可能会带来额外路由开销,高层节点可能会因为业务量过大而过早耗尽电池能量形成死点,造成网络分割等问题。本文研究出一种改进的Cluster-Tree路由算法。改进算法中通过引入邻居表,当目的节点为发送节点的邻居节点时,则直接发送给目的节点;当目的节点为邻居节点的子节点时,则下一跳为邻居节点;否则按照Cluster-Tree算法选择下一跳的节点。利用OMNET++4.1仿真结果表明,改进的Cluster-Tree路由算法能有效的减少路由开销,同时节约了网络的整体能量消耗,提高了网络的传输效率,延长了网络的存活时间。     

一种基于LEACH的高效路由协议

为解决无线传感器网络路由协议研究中降低单个节点能耗,延长网络生存期等问题,在分析传统的LEACH算法基础上,针对簇头选举、簇形成过程两个问题加以改进,设计了一种基于LEACH的高效路由协议。依据节点的剩余能量、离基站的距离等因素产生簇头;依据普通节点到簇头的距离、簇头到基站的距离等因素成簇。研究结果表明,改进算法在降低节点能耗、延长网络生存期等性能方面有明显的提升。     

无线传感网基于邻居簇的JPEG2000多节点协同实现

针对无线传感器网络能量、存储、处理能力严重受限的特点,基于"在网计算"的思想,结合JPEG2000算法流程以及无线传感器网络的网络拓扑结构特点,提出一种基于邻居簇的JPEG2000多节点协同图像压缩方法。首先,将相机节点采集的图像分片,并根据图像的梯度幅度值进行压缩比特率的自适应优化分配。然后,将压缩任务转移到多个邻居簇内,以最小化网络总能耗为目标,由多节点协作共同完成图像压缩和传输。仿真结果表明,该方法不仅使无线传感器网络中实现大尺寸图像的JPEG2000编码成为可能,且相机节点能耗仅为压缩图像后传输至基站方案的3.4%,极大地平衡了网络节点能耗,使网络生命周期提高了7倍以上。