基于改进粒子群的WSN多路径路由算法（英文）

为解决无线传感器网络(Wireless sensor network, WSN)节点能量受限、负载不均衡的问题,提出了一种邻域子空间合作的多路径负载均衡路由算法。算法将节点一跳邻域靠近基站区域内的节点划分在不同区域中,采用改进的粒子群优化算法,以最短距离和最小能耗为优化目标,设计了一个适应度函数来寻找每个区域中的最优节点作为中继节点,通过中继节点所在的不同路径并行转发数据。仿真结果表明,该算法相较于其他负载均衡算法可以更好地降低节点能耗及平均端到端时延,从而使网络负载均衡,有效延长了网络生命周期。     

多异构网重叠区域能耗均衡的协作路由研究

随着无线传感网络WSNs(wireless sensor networks)的广泛应用,同一区域被多个WSNs重叠覆盖已成普通现象。在这种情况下,可通过多个WSNs间协作传输数据包,提高多个WSNs的寿命。为此,对多异构网重叠区域能耗均衡的协作路由进行研究,提出基于路由寿命的协作路由RLCR(routing lifetime-based cooperative routing)算法,均衡了各异构网的能耗,提高了它们的网络寿命。RLCR算法引入了能够多信道转发数据包的共享节点,它们能够与任何WSN通信。同时依据按需路由协议AODV(adhoc on-demand distance vector)建立路由表,并依据路由寿命选择路由,尽可能地延长各网络寿命。仿真结果表明,与基于EBCR算法相比,RLCR算法提高了网络寿命和时延性能。     

粒子群优化算法实现的WSN路由协议的可靠性验证

针对无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)中传感器节点能量的有限性,通过改进WSN路由协议来降低整个网络的能耗,从而提高其生命周期。主要分析粒子群优化算法实现的WSN低能耗路由协议(PSO-LP)与经典LEACH协议和基于粒子群算法的LEACH协议LEACH-PSO相比的优越性,并通过MATLAB仿真实验从生命周期、网络剩余总能量、簇头节点分布等方面验证了PSO-LP协议使传感器节点的能量利用率达到最大化,显示了PSO-LP算法在均衡网络能耗方面的有效性。     

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%。     

无线传感网中基于优化休眠时间的缓解能耗算法

无线传感网络广泛应用于各类领域。而有限电池功率限制部署WSNs,降低节点能耗已成为研究焦点。保存能量的最常用方法就是节点采用休眠-唤醒机制。为此,提出基于优化休眠时间的缓解能耗算法(IST-REC)。IST-REC算法通过动态设置节点的休眠时间,进而提高节点的能量效率。IST-REC算法先建立感测异常事件模型,并预测下一件异常事件的发生率,然后依据节点剩余能量因子和数据危及度因子建立成本函数。通过成本函数平衡网络能耗和异常事件的检测时延间的矛盾。最后,通过对分法求解成本函数,得到最优的休眠时间。实验数据表明:提出的IST-REC算法能够有效地降低能耗,且在不增加检测异常事件时延的同时,延长了网络寿命。     

基于Dijkstra能量均衡的无线HART图路由算法

针对工业无线HART网络生存时间受节点能量限制的问题,提出一种能量高效均衡的图路由算法(EEBGR)。该算法构建了适合无线HART图路由的新型层次化网络拓扑结构,在求取该拓扑图边的权值时,综合考虑节点能量均衡性指标、流量负载指标和链路传输能耗的影响因素,进而构建出复合权值有向图,并利用改进的Dijkstra算法为各节点决策最小代价的多路径子图路由,以达到全网节点能耗均衡。测试结果表明EEBGR算法有效地减少了无线HART网络单个节点能耗、均衡了网络能量分布、延长了网络生存时间。     

基于新分簇路由算法的温室监控网络节能研究

针对设施农业发展需求,根据温室结构特性,从能量高效与节点可信度方面出发,提出了一种新的3层无线传感器网络分簇路由算法。该算法分别在簇头节点的选择、簇区的形成和簇间路由通信方式上进行了改进,在簇的形成过程中同时考虑了节点的能量与位置信息,提出了新的簇头选择权值参数,并在选出的第1层簇头节点的基础上,进行阈值划分,均衡了网络的能耗与通信负载。仿真与实际应用结果表明,该算法在节点的能量消耗、网络通信流量等方面优于传统分簇路由协议,应用于温室监控项目中时,新的组网协议体积小,节省能量,均衡了各监控传感器节点的能耗负担,获得较好的拓扑结构,延长了1.5倍网络生命周期。     

无线传感网络测量的目标预测动态能量优化

能量约束是无线传感网络实际应用的关键问题之一。针对无线传感网络测量的能效性问题,提出目标预测动态能量优化方法,采用粒子滤波算法对测量目标状态进行预测,通过动态唤醒无线传感节点延长节点睡眠时间节省节点能量。根据无线传感网络节点分布计算能力,运用分布式遗传模拟退火算法优化目标测量过程,使网络能耗最小化。重点讨论机动目标跟踪应用,实现目标位置预测、节点睡眠状态规划和测量节点优化选择,提出节省通信能量的中转节点路由方案。机动目标跟踪的仿真试验表明,目标预测动态能量优化方法能降低节点能耗,并提高无线传感网络的能量有效性。     

一种改进粒子群的无线传感网络能量优化模型设计

针对传统无线路由算法节点选择存在很大的随机性,一旦选择边沿节点将造成长距离通信,从而降低通信效率的问题,设计了一种基于改进粒子群算法的能量优化模型.该模型利用改进粒子群算法对簇头选择进行优化,并综合考虑簇头能量、簇头传输距离、簇头分布等因素,设计新的适应度函数,从而在大范围内降低网络传输的能量损耗.此外还针对无线网络节点过早死的问题,提出一种基于最小能耗的单级跳和多级跳结合的通信方式,从而均衡整个无线网络能量,延长整个网络的寿命.最后通过仿真验证了模型的可行性.     

基于网络均衡的AODV协议改进

对AODV路由协议中的最小延时路由存在的问题进行了分析,提出了对其进行优化的方案并给出具体实现.优化方案使用了网络均衡的优化准则,节点通过设置定时器,建立网络均衡路由表,解决了AODV最小延时路由带来中心节点负载过重而引来的网络性能下降.     

基于ZigBee的无线传感器网络路由研究与设计

无线传感器网络能够实时地监测、感知和采集多种环境对象的信息,路由算法作为其关键技术之一,最近得到广泛的研究。本应用为了降低能耗,均衡网络的开销,对原有ZigBee路由算法进行了改进。采用AODVjr和Clus-tree路由算法相结合的方式,根据数据包发送方向的不同,选择对应的路由方式,另外根据网络中节点的父子关系,确定RREQ分组是否有在本节点附近广播的必要,从而减少广播分组的数目。通过NS2仿真软件验证其可行性。     

基于带状无线传感器网络的一种单路径路由算法

带状无线传感器网络是一种具有特殊网络拓扑结构的自组织无源网络。为了有效解决带状无线传感器网络路由节能问题,提出一种单路径路由算法,并将该算法应用于带状无线传感器网络,从而克服了这些缺陷。对单路径路由建立的时间和数据传输中各节点收发次数进行仿真,并给出了实验实例。实验结果表明,单路径路由算法可以通过减少节点收发数据的次数和能耗,进而延长无线传感器网络的寿命。     

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。     

基于粒子群算法及高斯分布的WSN节点故障诊断

在无线传感器网络(wireless sensor network,简称WSN)中通常需要对网络节点所测量的数据进行处理来判断WSN的运行是否可靠.针对传统算法存在计算复杂、能耗大的问题,提出一种基于粒子群优化算法及高斯分布的WSN节点故障诊断方法.根据粒子群优化算法规则简单和收敛速度快等特点,对节点所测数据进行优化并得到一个相应的阈值范围,通过高斯分布判断所测数据是否满足与所定阈值范围之间的关系来判定节点是否发生故障.试验结果表明,该故障诊断方法能及时、有效地发现WSN异常并诊断出故障节点,提高了WSN工作的可靠性.     

面向城市水资源监测的WSN拓扑控制算法

针对传统的水资源监测系统监测周期长、自动化程度低的问题,提出了一种基于WSN的城市水资源监测系统。对已有的WSN层次拓扑控制的LEACH算法,由于簇头节点在网络内的分布是随机的,容易造成簇成员节点与簇头间、簇头节点与网关节点间的通信距离不平衡,故对此不足进行了改进。通过Matlab仿真软件对算法性能进行仿真,结果表明该改进算法LEACH-E能够更好地均衡节点的能量消耗,在保证网络连通性的前提下,监测网络的生存时间比LEACH算法提升了约26%,从而节约了监测网络的运行成本。     

一种节能的无线传感器网络路由算法的研究

针对已有的无线传感器网络(WSN)路由算法在具体的实际应用中存在的问题,提出了适合实际应用的路由算法的目标,并设计了一种能量敏感的路由算法,以节省能量消耗从而达到延长整个网络生命周期的目的。该算法在已有的分簇算法基础上加入休眠机制,使未承担传输数据的节点进入休眠状态,从而达到节能目的。在GAINZ节点组网环境中实现了基于该路由算法的原型系统,并对该算法的性能和效率进行了测试。研究结果表明,在实际应用过程中该算法能有效地提高网络的生命周期。     

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。