随机分布WSN中sink节点部署研究

多sink节点数量和位置的合理部署能有效延长无线传感器网络寿命、控制网络成本。基于随机分布无线传感器网络结构,建立了网络寿命模型和成本模型,并采用网络寿命成本比(RLC)推导出使网络寿命和网络成本综合最优的sink节点数目的表达式。同时,还提出RDF算法可以在给定sink节点数目的情况下,快速有效地确定sink节点位置。通过理论分析和仿真验证,证明采用本文提出的部署策略能有效延长网络寿命,同时降低网络部署成本。     

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.     

基于多Sink节点的煤矿巷道无线传感器网络路由协议

针对传统的单Sink节点无线传感器网络应用于煤矿安全监控系统中时,远离巷道口的传感器节点无法及时、准确地将巷道深处的监测数据传输到巷道口Sink节点的问题,提出一种适用于长带状结构煤矿巷道的基于多Sink节点的无线传感器网络路由协议。该协议引入多Sink节点的无线传感器网络结构和非均匀成簇的思想,采用基于多Sink节点的功率控制算法和非均匀成簇算法,对各个Sink节点的最优通信半径、发射功率、簇首的选择和非均匀竞争半径的计算进行优化。仿真结果表明,该路由协议在连通度、延时和网络生存期上具有优势,可有效降低无线传感器网络整体能耗,延长网络生存期。     

利用Anycast技术实现无线传感器网络的路由协议*

提出了一种基于Anycast技术的无线传感器路由协议。此协议采用Anycast树作为路由方案,具有简单性、可扩展性以及健壮性等特点,并对此协议进行了详细分析和讨论。在网络仿真环境下实现了此协议,并且分析比较了此协议与现有协议AODV和DSR的性能。实验数据表明此协议比现有协议具有更好的性能,充分证明了此协议的有效性和正确性。     

无线传感器网络中多sink节点优化部署方法

大规模无线传感器网络(WSN)环境下,当网络结构采用单一的sink节点时,容易造成sink节点周围的普通传感节点因为转发大量其他节点的数据,迅速消耗掉自身能量而使网络失效。为了延长网络寿命,需要降低传感节点到sink节点的跳数,而采用多sink结构是一个有效的方法。为此,需要考虑一定规模的网络中,应该布置多少sink节点,才能使得网络寿命最大化的同时网络成本最低。基于栅格网络结构,提出了多sink节点下的网络寿命模型和网络成本模型,并采用一种新颖的方法计算最大网络寿命成本比(RLC),推导出了保证网络寿命最大化的同时网络成本最低的sink节点个数的表达式。理论结果表明,该值与网络规模、关键节点数、节点收发功率以及普通节点和sink节点的成本等参数有关。最后通过仿真实验证明了该结论的正确性。     

A cluster-tree-based energy-efficient routing protocol for wireless sensor networks with a mobile sink

The Journal of Supercomputing - With the rapid development of the Internet of Things technology, wireless sensor networks as the core technique have been applied in military, precision agriculture,...     

无线传感器网络车流量统计的路由协议

提出了一种应用于交通管理中心统计道路车流量的路由协议,以便更好地进行交通管理。根据无线传感器网络能量有限的特点和具体应用的需求,在路由表中添加了车辆在检测区域内的有效时间,动态控制了中间节点是否转发信息,避免了基站接收无用信息,减少了节点的能量消耗。提出了一种节点唤醒策略,有效地提高了车流量统计应用中对目标追踪的质量。仿真实验表明:与AODV协议和TSR协议相比,延长了网络生存周期。     

基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议

针对大规模无线传感器网络(WSN)中由于簇首节点分布不合理而导致节点消耗能量过快的问题,设计了一种基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议(HRPNC)。HRPNC结合低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH)中的分簇思想,并在分层的基础上对能量均衡的无线传感器网络非均匀分簇路由协议(DEBUC)中竞争半径的算法进行改进,即通过分层机制及竞争机制选取簇首,使簇首节点分布更加合理,有效均衡节点的能量消耗。在Matlab上进行的仿真实验中,HRPNC在生存周期上较LEACH协议与DEBUC协议分别提高了约500轮、300轮;HRPNC的节点平均剩余能量高于LEACH协议与DEBUC协议,节点能量的消耗在生存周期间基本保持较低且平稳的能量消耗;HRPNC较LEACH协议与DEBUC协议在数据包传输总量上分别提高了约300%、130%;在不同仿真环境下,HRPNC的丢包率均比LEACH协议和DEBUC协议低。实验结果表明,HRPNC不仅能有效延长网络的生存周期,提高数据的传输数量与网络的稳定性,并且能有效降低数据传输的丢包率。     

基于6LoWPAN的无线传感器网络路由协议*

提出了一种基于6LoWPAN传感器网络的路由协议,对协议中适配层的设计、传感器网络的路由实现以及精简IPv6报文头部等过程进行了阐述。在网络模拟环境下对本协议与Mesh路由协议的数据包接收率、平均延迟时间以及平均消耗能量等性能参数进行了比较分析。实验数据表明,本协议具有更好的性能。     

Routing protocol for k-anycast communication in rechargeable wireless sensor networks

In this paper, a routing protocol for k-anycast communication based upon the anycast tree scheme is proposed for wireless sensor networks. Multiple-metrics are utilized for instructing the route discovery. A source initiates to create a spanning tree reaching any one sink with source node as the root. Subsequently, we introduce three schemes for k-anycast: a packet is transmitted to exact k sinks, at least k sinks, and at most k sinks, where, a packet can be transmitted to k or more than k sinks benefiting from broadcast technique without wasting the source energy for replicating it.     

基于相关性感知的无线视频传感器网络路由协议

无线视频传感器网络（ WVSNs）节点的能量十分有限,为了降低传感器节点的能耗,延长网络生存时间,提出了一种基于相关性感知的视频传感器网络通信协议。首先对当前经典无线视频传感器网络路由协议的不足进行分析;然后从簇首节点的选择、簇的形成、节点感知方向的调整、簇内通信以及簇间通信等几个方面进行改进和优化;最后在Matlab 2012平台进行了仿真对比测试。仿真结果表明：该协议不仅能够延长无线视频传感器网络生命周期,而且提高了监测区域覆盖率。     

基于QoS的无线传感器网络路由

综合考虑无线传感器网络的路径节点最小能量、路径能耗、延迟、信道错误率等因素,采用QoS路由对不同的查询业务实现区分服务。通过对传统的定向扩散路由算法的扩展,在保证业务可靠性要求的前提下,组合利用“路径节点最小能量/路径能耗”和“最小跳数”信息,提出了一种针对尽力而为业务和实时业务的QoS路由算法。仿真结果表明,扩展后的算法能满足业务的可靠性要求,随信道错误率的增加,它能更好地均衡网络各节点的能耗。     

无线传感网中数据传输延时优化的路由协议

针对无线传感器网络中存在的数据包丢失严重以及端到端延时较高的问题,提出了一种数据传输延时优化的路由协议（RPODTD）。首先,根据数据包传输结果对信道探测情况进行分类,引入有效探测占比与传输效率作为节点的评价指标;然后,通过实际延时以及理论延时的差值估算数据包的排队延时;最后,给定最大和最小排队延时阈值,根据排队延时所属的区间判断是否更改传输路径。在OMNeT++上进行的仿真实验中,与基于链路质量和延时的复合负载均衡路由协议（ComLoB）和拥塞避免多路径路由协议（CA-RPL）相比,RPODTD节点的平均端到端延时分别降低了78.87%和51.81%,节点丢包率分别降低了40.71%和68.43%,节点的死亡率分别降低了25.42%和44.62%。仿真结果表明,RPODTD能有效地减少端到端延时,降低丢包率,延长网络生命周期。     

基于非均等分区的无线传感器网络路由协议

针对无线传感器网络（WSN）存在簇头节点分布不合理以及节点负载不均形成的“热点”问题,提出了一种基于非均等分区的非均匀分簇路由协议（UAUC）。UAUC通过非均等分区对网络进行划分,并在每个区域中根据能量因子、距离因子以及密集程度因子选择合适的簇头节点。此外,在簇头节点之间构造一棵负载均衡路径树,解决数据传输时存在的“热点”问题。仿真实验中,与低功耗自适应集簇分层（LEACH）协议,分布式能量有效非均匀成簇（DEBUC）协议以及基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议（HRPNC）相比,UAUC协议的簇头节点分布更加合理;UAUC在生存周期上较LEACH协议,DEBUC协议与HRPNC协议分别提高了88%,12%与17.5%;UAUC的节点平均剩余能量高于LEACH协议,DEBUC协议和HRPNC协议,并且节点剩余能量方差小于LEACH协议,DEBUC协议和HRPNC协议;UAUC协议在数据包接收量上较LEACH协议,DEBUC协议和HRPNC协议提高了400%,87.5%与25%。实验结果表明,UAUC能够有效地提高能量效率和数据包接收量,均衡能量消耗,延长网络的生存周期。     

一种无线传感器节点及通讯协议的研究

介绍了基于CC2420与ATmega128的无线网络传感器网络节点的设计,并在此基础上研究了一种通讯协议.所组成的无线传感器网络实现了数据的多跳传输和节点的自组织.该节点可应用于无线数据通讯,军事,环境监测和安全预警等领域.     

基于单向多汇聚节点的WSN分层路由协议

针对分层无线传感器网络的簇首节点容易成为网络瓶颈制约网络性能的不足,提出一种低能耗的路由协议。采用多汇聚（Sink）节点模式来构建网络,利用RSSI（接收信号强度指示）测出各传感器节点与各Sink节点之间的距离,并依据距离的远近为Sink节点划分作用域。通过传感器节点单向与所属Sink节点通信来降低簇首节点的负担。仿真实验结果表明提出的路由协议能有效克服簇首节点网络瓶颈问题,从而降低网络能耗,提高网络生存时间,对于无线传感器网络应用于大范围数据收集的网络具有重要的价值。     

基于PXA270的无线传感器网络汇聚节点设计与实现*

研究了无线传感器网络中汇聚节点的设计原则,在分析PXA270处理器特点的基础上设计并实现了一个汇聚节点硬件.基于此,进一步对在一个新的硬件平台上实现引导加载程序和移植U-boot作了深入探讨,并最终实现了汇聚节点的软硬件平台.     

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.     

基站选择Sink的无线传感器网络路由协议

节点的能量标志着无线传感器网络(WSN)的生命周期,但是当前一些路由协议不能够很好地平衡、延长网络的生命周期.基于此,提出了一种基站选择Sink的无线传感器网络的路由协议.该协议利用环和边构成扇形区域,基站选择几个能量较大的节点作为扇环内的Sink,这些Sink采用TDMA的原理轮流成为当前的Sink,从而平衡整个网络的能量开销.仿真结果表明,该基站选择Sink的路由协议要比CWR协议更能节约能量、延长网络的生命周期.