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。     

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。     

一种LEACH协议的多级分簇改进算法

LEACH协议的簇头节点分布不均,导致网络负载不均衡.为此,提出一种LEACH协议的多级分簇改进算法.将网络划分为若干小单元,采用多级分簇相结合的方法,在簇头节点选举过程中引入节点剩余能量作为参考度量,以减少簇头节点与sink 节点之间的通信能耗.仿真结果表明,当网络规模增加到200节点时,该算法在第420轮出现第一个死亡点,优于LEACH协议,能延长网络生存周期,降低网络能量消耗.     

带移动sink节点的WSN节能路由算法

针对无线传感网移动路由算法中能量消耗大且消耗不均衡等问题,引入移动sink节点,提出一种带sink节点的WSN节能路由算法(MSEERP)。该算法基于网格思想来分割网络,根据节点的剩余能量和离簇重心距离的加权和选举簇头,避免了剩余能量低的节点被选为簇头;通过可控移动策略调度sink节点接收簇头所收集的数据,可以节省网络能耗。通过仿真,详细分析了sink节点的移动速度、移动sink节点的数量以及加权系数α对MSEERP算法性能的影响。分析结果显示,sink节点的移动速度为5、加权系数α为0.6且移动sink节点的数量为1时,MSEERP算法性能最佳;MSEERP算法在网络的生命周期、总能耗和sink节点接收数据量3个方面都优于GAF和TTDD算法。     

基于簇的无线传感器网络交会路由协议

针对现有无线传感器网络(WSN)协议中更多消耗sink附近节点能量导致网络寿命短的问题,本文提出一种基于簇的无线传感器网络交会路由协议(Cluster-based Rendezvous Routing Protocol, CRRP)。该协议是基于交会的路由协议,其中在网络的中间构建交会区域,该交会区域划分整个网络区域并在传感器节点之间分配网络负载,这延长了网络寿命。此交会区域内的节点分为不同的簇,每个簇的簇头(CH)负责不同簇之间的通信,sink在此交会区域内发送其更新的位置信息,并且当传感器节点想要发送数据时,会从该交会区域检索sink的当前位置信息并直接将数据发送到sink。仿真实验结果表明,在能耗与网络寿命性能方面,本文CRRP协议优于Rendezvous协议、LBDD协议、Railroad协议和Ring协议。     

基于作用力模型的传感器网络簇型协议

现有的无线传感器网络簇型算法忽视了簇头和簇成员之间的通信代价不均衡和"孤立簇头"等问题.提出了一种基于作用力模型的移动簇型协议,该协议在簇头选举时兼顾节点剩余能量和节点密度;在簇头选举后,该协议使簇头节点根据基于簇成员剩余能量和距离的作用力模型自适应移动,以均衡簇头和簇成员之间的通信代价.另外,为了实现簇头节点之间的全连通,提出了中继节点选举算法.实验结果显示:该协议能够有效地均衡网络能耗,进一步提高网络稳定性.     

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.     

基于混合蛙跳算法的非均匀分簇WSNs路由协议

为使无线传感器网络(wireless sensor networks, WSNs)节点能量消耗相对均衡, 提出了一种能量均衡的可移动sink汇聚节点非均匀分簇路由协议(sink mobility based and energy balancing unequal clustering protocol, SEBUCP)。协议采用改进的混合蛙跳算法, 将剩余能量大、通信能力强的节点选为簇头并划分不同大小的簇, 在簇头之间引入竞争机制, 使分簇拓扑更加合理; 为减少簇头更换频率, 簇内采用簇头连续担任机制, 通过对比节点权值确定簇头交换时机, 并运用贪婪算法, 在簇头和sink之间选择最优中继节点; 为进一步减少节点能量消耗, 采用sink汇聚节点可移动方式, 避免了热点问题的出现。仿真结果表明, SEBUCP在网络生存周期、能量均衡等方面具有较好的性能。     

一种基于虚拟网格位置的分簇算法

为了延长无线传感器网络生命周期, 提出一种基于虚拟网格的分簇路由算法RPLG. 该算法将监测区域划分为若干虚拟网格, 同一网格内节点自组织成簇. 根据节点所在网格位置和剩余能量启动计时器选取本地簇首, 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.     

带移动节点的无线传感器网络节能路由算法

为解决无线传感器网络( WSN)的“热点”问题,避免因网络局部突发事件造成网络过早失效,提出一种带移动节点的WSN节能路由算法。该算法基于网格思想,根据节点的剩余能量以及节点到簇重心坐标距离的加权和来选举簇头,通过可控移动策略调度sink节点接收簇头所收集的数据,节省网络能耗。同时引入能量不受限的中继节点,调度该节点服务于信息传输大的区域,延长网络生存时间。通过仿真实验分析sink节点的移动速度以及加权系数对算法性能的影响,结果表明,该算法在网络的生存时间、总能耗和sink节点接收数据量3个方面均优于TTDD和MSEERP算法。当sink节点的移动速度为5 m/s、加权系数为0.6时,算法性能最佳。     

一种k跳分簇Ad Hoc网络协作框架

基于k跳簇的特殊结构,提出了一种k跳分簇Ad Hoc网络协作框架。簇首根据启发式规则选择合适的簇间协作网关节点,自适应地管理簇间协作关系。相部的协作“网关节点”与簇首协作,管理簇内节点、网关节点的移动。当簇首发生移动时,选择合适的节点完成簇首信息的交接。移动代理在簇首节点间漫游,实现全网络协作,扩大k跳簇首的知识范围。仿真结果表明,协作框架能够以较低的控制负载高效地管理k跳分簇Ad Hoc网络中的移动节点,并提供网络级的协作。     

SWER:small world-based efficient routing for wireless sensor networks with mobile sinks

The interest in small-world network has highlighted the applicability of both the graph theory and the scaling theory to the analysis of network systems. In this paper, we introduce a new routing protocol, small world-based efficient routing (SWER), dedicated to supporting sink mobility and small transfers. The method is based on the concept of the small worlds where the addition of a small number of long-range links in highly clustered networks results in significant reduction in the average path length. Based on the characteristic of sensor networks, a cluster-based small world network is presented, and an analytical model is developed to analyze the expected path length. SWER adopts a simple and effective routing strategy to forward data to the mobile sink in a small transfer scene and avoid expensive mechanisms to construct a high quality route. We also study the routing scheme and analyze the expected path length in the case where every node is aware of the existence of p longrange links. In addition, we develop a hierarchical mechanism in which the mobile sink only transmits its location information to the cluster heads when it enters a new cluster. Thus we also avoid expensive cost to flood the location of the mobile sink to the whole network.     

SWER: small world-based efficient routing for wireless sensor networks with mobile sinks

The interest in small-world network has highlighted the applicability of both the graph theory and the scaling theory to the analysis of network systems. In this paper, we introduce a new routing protocol, small world-based efficient routing (SWER), dedicated to supporting sink mobility and small transfers. The method is based on the concept of the small worlds where the addition of a small number of long-range links in highly clustered networks results in significant reduction in the average path length. Based on the characteristic of sensor networks, a cluster-based small world network is presented, and an analytical model is developed to analyze the expected path length. SWER adopts a simple and effective routing strategy to forward data to the mobile sink in a small transfer scene and avoid expensive mechanisms to construct a high quality route. We also study the routing scheme and analyze the expected path length in the case where every node is aware of the existence of p long-range links. In addition, we develop a hierarchical mechanism in which the mobile sink only transmits its location information to the cluster heads when it enters a new cluster. Thus we also avoid expensive cost to flood the location of the mobile sink to the whole network.     

一种基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议

在路由协议中利用分簇技术可以提高无线传感器网络的可扩展性.当簇首以多跳通信的方式将数据传输至数据汇聚点时,靠近汇聚点的簇首由于转发大量数据而负载过重,可能过早耗尽能量而失效,这将导致网络分割.该文提出一种新颖的基于非均匀分簇的无线传感器网络多跳路由协议.它的核心是一个用于组织网络拓扑的能量高效的非均匀分簇算法,其中候选簇首通过使用非均匀的竞争范围来构造大小不等的簇.靠近汇聚点的簇的规模小于远离汇聚点的簇,因此靠近汇聚点的簇首可以为簇间的数据转发预留能量.模拟实验结果表明,该路由协议有效地平衡了簇首的能量消耗,并显著地延长了网络的存活时间.     

Rendezvous based routing protocol for wireless sensor networks with mobile sink

In wireless sensor networks, the sensor nodes find the route towards the sink to transmit data. Data transmission happens either directly to the sink node or through the intermediate nodes. As the sensor node has limited energy, it is very important to develop efficient routing technique to prolong network life time. In this paper we proposed rendezvous-based routing protocol, which creates a rendezvous region in the middle of the network and constructs a tree within that region. There are two different modes of data transmission in the proposed protocol. In Method 1, the tree is directed towards the sink and the source node transmits the data to the sink via this tree, whereas in Method 2, the sink transmits its location to the tree, and the source node gets the sink’s location from the tree and transmits the data directly to the sink. The proposed protocol is validated through experiment and compared with the existing protocols using some metrics such as packet delivery ratio, energy consumption, end-to-end latency, network life time.     

能量高效的无线传感器网络动态分簇算法研究

为了提高无线传感器网络的能量利用率和延长网络的生命周期,提出了基于地理位置的能量高效的动态成簇算法(GL-DC),在簇的建立阶段,采用非均匀分簇方法,解决了簇首能量消耗不均衡问题。在网络运行过程中,采用基于剩余能量和距离来动态生成新的簇首,避免了靠近SINK节点的簇头因转发大量数据而过早耗尽能量。仿真实验结果表明,该方法具有更好的性能,与EADEEG、LEACH和PEGASIS等路由协议相比,GL-DC路由协议有效地均衡了节点能量消耗,显著地延长了网络生命周期。     

一种基于稳定簇的混合路由协议CBHRP

移动算组网是一种没有有线基础结构支持的移动网络,具有带宽有限和拓扑结构易变的特点。这些特点使得设计一个合适的路由协议具有一定的挑战性。该文针对移动自组网提出了一种基于稳定簇结构、按需路由和预先路由混合、支持单播和组播通信的路由协议CBHRP。CBHRP具有路由控制开销小、主机移动对拓扑结构改变的影响小、通信的初始延迟低和应用范围广的特点。