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。     

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.     

无线传感器网络Agent 数据分流策略

移动Agent(mobile agents,简称MA)技术在无线传感器网络的异常事件监测中广泛应用.基于异常事件的性质,数据中心(即sink点)派出实现特定功能的MA到异常目标位置附近收集传感器节点(数据源节点)的感应监测数据.与传统的客户端-服务器传输模型不同,MA技术往往能够对收集到的感应数据进行压缩和融合,从而大大减少了在网络中传播的数据流量,降低了数据传输的能量消耗.通常情况下,MA经过的源节点越多,其收集的数据量越大.通过对目前已有的MA行程规划算法进行研究,提出了实现Agent数据分流的传输技术.该技术基于分流规则,决定是否提前把MA已收集到的数据传回sink,而不携带数据的MA继续访问余下的传感器节点.该Agent数据分流技术解决了由于MA携带大量数据访问源节点而造成的源节点能量消耗过快的问题,适用性强.大多数目前常用的MA行程规划算法都可以采用该技术来提高性能.Agent数据分流的最终目标是减少源节点传输的数据量,尽可能地延长源节点的工作寿命,从而更长时间地实现对异常目标的监控.     

WSN数据收集中移动sink的路径规划和蔟头节点选取问题的综合研究

针对较大规模的无线传感器网络通过多跳传输进行数据收集而引起的能量空洞问题,本文提出了一种基于移动sink的簇头节点数据收集算法（MSRDG）,该算法基于图论原理,在满足时延性的条件下,综合考虑了普通节点到簇头节点路由和移动sink遍历路经选取的问题,构建了一条通过的簇头节点尽可能多的移动轨迹。通过NS-2仿真软件对算法的性能进行评估,结果显示出该算法能减少数据的多跳传输,降低无线传感器网络节点的能量消耗,延长网络寿命。     

移动agent计算模式的无线传感器网络性能

无线传感器网络中使用的计算模式分为客户/服务器（Client/Server,C/S）计算模式和移动Agent（Mobile Agent,MA）计算模式。MA模式相比C/S模式具有的优点更适合无线传感器网络。本文通过理论分析和数学建模形式化MA数据处理与两种计算模式的性能指标。通过仿真比较了不同参数对这两种计算模式性能的影响。仿真结果表明,MA计算模式的网络性能受MA路由、MA处理代码大小、感知数据大小等多方面因素影响,在实际应用中需综合考虑以达到时延和能耗的均衡;而且MA模式具有良好的实时性,在一定条件下,其性能好于C/S模式。     

基于事件驱动和最小延迟融合路径的无线传感器网络突发事件监测研究

针对无线传感器网络应用于突发事件监测场景的能量消耗和网络延迟问题,提出了基于事件驱动和最小延迟融合路径的无线传感器网络数据融合算法.其中,动态成簇过程基于事件严重程度,并由其决定簇的生命周期和覆盖范围;融合节点等待时间取决于节点到簇头的跳数和节点的度,通过计算每个节点的融合等待时间,以获取最小延迟融合路径.仿真实验表明,该算法能有效节省能量,且能显著减少网络延迟,为无线传感器网络应用于突发事件监测提供了一种适用的方法.     

一种基于分层无线传感器网络的路由算法

在多跳无线传感器网络中,靠近sink的节点由于需要转发来自外部的数据,其能量消耗速度快于离sink较远的节点,从而导致“能量空洞”的出现.采用分层的网络结构能够有效延迟能量空洞的出现.在分析现有路由算法 的基础上,结合分层的思想,对现有算法的路由算法进行了改进,提出了分层网络中各层环内最佳簇头和成簇概率的计算方法.在路由发现阶段引入了簇头路由指标,用于控制路由簇头接纳的路由数量,从而平衡了环内各个路由簇头的能量消耗.仿真实验结果表明,新的路由算法在网络生存时间、能耗均匀程度方面均优于现有算法.     

一种新的基于能量消耗速率模型的分簇路由协议

无线传感器网络中通常采用分簇路由协议来减少能耗,但仍然存在节点能量消耗快且不均匀的问题。鉴于经典的低功耗自适应集簇分层型协议LEACH的簇头选举过程中,没有考虑节点能量消耗速率和普通节点到sink节点距离的局限性,提出了一种新的分簇路由协议。仿真实验表明,新协议能够使节点能量均匀分布,降低节点能量消耗,延长传感器网络的生存周期。     

优化网络生命周期和最短化路径的WSN移动sink路径规划算法

为了缓解无线传感器网络（WSN）中传感器节点分布不均匀、传感器节点感知数据量不同而造成能耗不均衡、"热区"等问题,提出一种优化网络生命周期和最短化路径的WSN移动sink路径规划算法（MSPPA）。首先,通过监测区域网格化,在每个网格内分布若干个移动sink候选访问站点,sink在每个网格中选择一个站点停留收集网格中节点数据;然后,分析所有传感器节点的生命周期与sink站点选择的关系,建立权衡网络生命周期和sink移动路径的优化模型;最后,使用双链遗传算法规划移动sink遍历网格的顺序和选择每个网格中移动sink访问站点,得到移动sink节点遍历所有网格收集数据的路径。仿真结果显示,与已有的低功耗自适应分簇（LEACH）算法与基于移动sink节点与集合节点（RN）的优化LEACH分簇算法（MS-LEACH-RN）相比,MSPPA在网络生命周期方面提高了60%,且具有良好的能耗均衡性。实验结果表明,MSPPA能有效缓解能量不均衡、"热区"问题,延长网络生命周期。     

异构传感器网络能量空洞分析与避免研究

在无线传感器网络中,由于sink附近的节点承担远方节点数据的转发,故能量消耗较高,容易在sink附近形成能量空洞而使网络提前死亡.针对由初始能量较大节点充当簇头节点与初始能量较小的节点作为普通节点组成的异构分簇无线传感器网络,提出了不等簇半径工作能量空洞避免策略.策略的核心是让近sink的簇半径较小,而远sink的簇半径较大,这样,近sink部署的初始能量较大的簇头节点较多,因而能够减弱能量空洞的影响,以达到能量消耗均衡的目的.将能量空洞避免问题转化为在保证网络寿命满足应用需求约束前提下如何使部署的节点最小的优化问题,并详细给出了不等簇半径的取值与优化方法.理论分析与实验结果表明,所提出的策略对网络寿命与性能有较大的改善,对于异构传感器网络建设有较好的指导意义.