基于簇的无线传感网络流量负载的时隙调度协议*

针对大规模的无线传感器网络MAC协议在能量有效、低延时等方面的不足,提出一种基于簇的自适应时隙调度协议（ATSP）。整个网络由一些较小单位的簇组成,在每个簇内构造一棵数据聚集树,根据数据聚集树对节点每轮需要发送的数据流量进行加权,决定该节点的时隙大小;然后由簇头动态调节簇内节点时隙更新频率和顺序,可以降低时隙划分的能量和时间代价,减少节点的空闲侦听时间,避免串音。仿真表明,该协议有效地提高了网络能量有效性,延长了网络生存周期,降低数据包的延时。     

基于簇的无线传感器网络实时负载的研究

针对传感器网络处于不同的负载环境下,动态地分析每轮需要的时隙大小,针对节点处于非连续的单跳同构网络,节点数据量变化较大,提出一种基于簇的传感器网络流量负载时隙调度算法（CTRSA）。算法采用簇结构,每轮时序周期内,簇首节点实时地采集成员节点数据量的信息,据此决定成员节点的时隙。实验分析和仿真表明其能够显著提高WSN的能量有效性,延长网络的寿命。     

无线传感器网络节点实时流量负载的时隙调度算法

目前无线传感器网络基于TDMA的MAC协议基本考虑节点处于连续工作而忽略事件驱动状态,没有考虑到复杂多变的网络环境,造成节点能量过度的浪费.提出了一种根据节点实时流量负载的时隙调度算法(TART),TART算法基于簇结构, 采用分布式与集中式相结合的方式,成员节点实时向簇首发送自己数据流量信息,由簇头动态调节簇内节点时隙更新频率和顺序,降低时隙划分的能量和时间代价,减少节点的空闲侦听时间.仿真表明,算法有效地提高了网络能量有效性,延长了网络生存周期,降低数据包的延时.     

无线传感器网中基于加权负载的时隙调度算法

针对无线传感器网络MAC协议,提出了一种能量有效的自适应时隙调度算法EATA。算法基于簇结构,由簇首根据节点加权通信负载动态调度各节点占空比,减少节点的空闲侦听时间;并通过动态调节时隙更新频率和顺序以降低时隙划分的能量和时间代价。仿真表明,在控制数据包时延的前提下,算法有效地提高了网络能量有效性,延长了网络生存周期。     

一种节能的无线传感器网络路由协议的设计与实现

在无线传感器网络的路由协议中,基于簇的路由协议在拓扑管理、能量利用、数据融合等方面具有优势。本文针对目前已有协议能量消耗大、网络寿命短等问题,提出了一种能量感知的基于分布式簇算法的无线传感器网络协议EA-HEED。此协议改进了分布式的簇头选举算法,分配时分复用时隙并在簇头节点建立一棵路由树,从而提高簇头选举效率;设计了休眠冗余节点的簇内活动节点调度算法,减少能耗;采用考虑节点能量和节点与基站距离的簇头节点组织路由树方法、最小化网络开销以及能量负载平衡方法,优化路由协议,有效延长网络寿命。仿真结果表明,与LEACH和HEED协议相比,EAHEED协议可以进一步延长网络寿命。     

基于分簇的无线传感器网络MAC节能算法

为减少节点能耗和提高信道利用率,提出一种基于分簇结构的无线传感器网络MAC节能算法(EEC-MAC)。在TDMA机制的基础上,采用时隙系数动态调整簇内节点的时隙大小,降低数据的传输时延。对于部分不需要数据传输的节点不分配时隙,使其拥有较长的睡眠时间来节约能量。簇内节点按其剩余能量系数形成时隙分配顺序,减少状态转换的能耗。簇间节点采用基于CSMA/CA机制的随机分配策略实现通信。仿真结果表明,EEC-MAC节能效果较好,具有较小的平均通信时延和较长的网络生命周期。     

无线传感器网中基于时隙轮循的串音控制策略

提出了一种基于时隙轮循的无线传感器网络MAC协议串音控制策略。此策略以簇结构组织网络,由簇头为簇内节点分配互不重叠的工作时隙,并以自带信令的方式来避免节点之间可能的串音。理论分析及仿真表明采用时隙轮循的串音控制策略有效地减少了节点间的串音,提高了无线传感器网络MAC协议的能量有效性。     

无线mesh传感器网络跨层路由算法

针对无线mesh传感器网络的需求,提出一种综合量度的跨层路由协议H工.S。算法H工S利用底层的链路质 量信息、MAC层时隙分配信息,结合跳数对备选路径做出综合判断,避开质量较差的链路和负载较重的节点。路由发 现过程中在中间节点设置链路质量和节点负载阂值,并根据相关信息进行延时转发操作,以减少不必要的路由开销。 在路由维护阶段使用主动和被动相结合的方式全面检测路由路径。NS2的仿真结果表明,HLS协议在吞吐量、端到 端时延以及网络生存时间上有更好的表现。     

WSN中基于非均匀簇的混合多跳路由协议*

为节省数据传输过程中消耗的能量,均衡网络节点间的能耗,提出一种基于非均匀簇的混合多跳路由协议。在无线传感器网络数据传输阶段,源簇头节点通过转发权值函数选择数据转发的中继节点,转发权值由用于降低链路通信代价的距离因子和减少剩余能量较少的簇头节点成为中继节点的概率惩罚因子共同决定,达到均衡网络能耗的目的。通过NS2仿真实验验证了算法的有效性,能够很好地均衡节点负载和提高能量利用率。     

硬件平台上的HEED实现及其性能分析

为研究无线传感器网络中的分簇算法性能,在基于TinyOS操作系统的硬件平台上实现混合能量高效分布式分簇(HEED)算法。针对分簇后形成的树状网络拓扑给出相应路由协议和MAC协议。实验结果表明,当网络节点分布均匀时,HEED算法能形成较好的网络拓扑,当网络节点分布不均匀时,性能明显下降,给出的路由协议和MAC协议能保证节点达到较低的能量占空比,从而延长网络生存周期。     

无线传感器网络最小覆盖能量优化算法

在无线传感器网络中,位于基站周围的节点由于负责所有探测数据的转发任务而能量消耗水平较高。为了均衡基站周围节点的能量消耗,提出一种合理有效的节点轮换休眠机制。使得网络中大量冗余节点处于休眠状态,从而减少基站周围重要节点的负载。基于这种想法提出了冗余节点判定定理,基于Voronoi图寻找最大可休眠节点集,设计了最小连通覆盖算法（FBSW）寻找网络中可休眠的冗余节点,有效地延长网络的生命周期。仿真结果证明,该算法的运行复杂度优于贪婪算法,由于冗余节点轮换休眠,整个网络的能量节约了20.01%以上。     

能量高效的无线传感器网络非均匀分簇路由算法

针对无线传感器网络能量有限的问题,提出了一种能量高效的非均匀分簇路由算法.算法中首先通过在"热区"内选举传送节点,有效的解决了"热区"内负载不均衡的问题;非"热区"内的节点根据节点的剩余能量选举簇头,簇头选举结束后其余节点加入到距其最近的簇头中;节点入簇后,基于相似数据的收集策略,寻找符合条件的相似节点,休眠其中部分冗余的节点;改进的算法中不再每轮结束后都重新选举簇头,减少了能量的浪费;最后在数据传输阶段,采用改进的簇内单跳,簇间多跳的通信方式传输数据.仿真结果表明,本算法有效的降低了能量的消耗,改善了传感器网络的性能,提高了网络的生存时间.     

基于改进蚁群算法的WSN能量均衡路由算法

WSN节点大都分布散乱，无法及时进行电池的更换，所以易出现网络能耗不均，重要节点过早消耗殆尽，故提出一种优化改进蚁群算法的路由算法，运用网络分层带和限制搜索角，引入介能距离和梯度函数，并在概率函数中加入能量因子等，来增长网络周期，增强寻优能力，降低能量消耗，避免先行陷入局部最优。通过仿真实验表明，该改进算法确实能够克服经典蚁群算法的缺陷，实现高效实时的优化路由。     

基于鱼群算法的无线传感网络覆盖优化策略*

无线传感网络是能量受限的网络,有效覆盖和能耗是衡量其性能的两个重要指标。将最大化网络覆盖率和最小化工作节点数作为网络优化目标,建立了网络覆盖优化的数学模型,并利用鱼群算法并行寻优、收敛快速的特性,提出了一种基于鱼群算法的覆盖优化策略。仿真实验表明,该算法能求解最优覆盖工作节点,并可以改进网络节点调度的实时性。     

无线传感器网络节点任务调度与功耗管理算法研究

针对有能量采集系统的无线传感器网络节点异质多核SoC平台,从提高能量利用效率的角度,提出了一种任务调度与功耗管理算法.该算法处理实时有截止时间并有相互依赖关系的任务,任务执行在多个电压可调的处理单元上.通过对节点系统能量采集行为和应用情况进行分析建立了问题模型,并运用运筹学软件LINGO对模型做了求解.利用多组随机输入的任务流图对模型与算法进行了验证,该算法在功耗与时间约束范围内确实能有效提高系统的能量利用效率.     

一种用于事件监测的传感器网络拓扑控制策略

针对事件驱动型传感器网络应用系统,基于简化的ＡＯＤＶ（ａｄｈｏｃ ｏｎｄｅｍａｎｄｄｉｓｔａｎｃｅｖｅｃｔｏｒｒｏｕｔｉｎｇ）（Ｓ-ＡＯＤＶ）算法,提出一种结合预先路由和按需路由的混合拓扑控制策略,通过随机选择一部分节点预先运行Ｓ-ＡＯＤＶ算法来减小事件发生时任务节点的初始拓扑建立时延．仿真实验表明,该策略能以较小的能耗代价换取较快的系统响应速度,满足了事件监测类应用的实时性要求．     

父节点可控的分布式缠绕多路径路由算法

针对无线传感器网络中无线链路存在因节点失效或传输介质异构容易引起传输可靠性降低的问题,提出提出父节点可控的分布式缠绕多路径路由算法DPCBMR算法。该算法采用分层多父节点拓扑控制策略和协作式数据转发机制,在多跳转发阶段,引入最优父节点选择机制,根据转发路径上节点间的丢包率,选择丢包率较低的多个节点作为转发节点,以此来保证数据转发的成功率;进一步借助协作式数据转发机制保证待转发的数据在多路径选择时获得最佳路径,从而保证数据转发的可靠性和低能量消耗。仿真实验结果表明DPCBMR算法能最大程度上提高数据传输的可靠性,保证了数据传输的成功率,同时降低了数据传输时的能量开销。同经典的SHM和CAMP算法相比较取得了比较大的改进。     

WSN软实时系统的DVS控制优化算法

为降低无线传感器网络（WSN）软实时系统中的能量消耗,建立能量消耗数学模型,引入离散事件系统框架中的优化控制问题使目标函数最小化,采用线性规划方法求解,得到一种可扩展的低复杂度算法,并对该算法进行优化。数值结果表明,应用优化算法对WSN节点进行动态电压调节,能在满足时限要求的基础上更大程度地节省节点能量。     

面向无线传感器网络不同业务的区分服务算法

针对无线传感器网络中不同等级业务在传输过程中对QoS的不同要求,提出了一种适合无线传感器网络中不同业务的区分服务算法——EMHNS算法。该算法根据不同等级的业务来选择合适的转发节点,从而保证实时业务传输的时延能够达到最小,而尽力而为业务传输时时延不是考虑的主要因素,在传输尽力而为业务的时候重点考虑网络能耗均衡。仿真结果表明,与定向扩散协议相比,该算法能降低实时业务的端对端延时,并使网络生存期得到提高。     

异构WSN中基于改进哈里斯鹰的分簇算法

针对无线传感器网络中传统的低功耗自适应集簇分层型协议存在的节点能耗过高、网络生存周期短以及负载不均衡等问题, 本文提出了一种异构传感网络下的多目标簇头选举和基于模拟退火的哈里斯鹰路由优化算法(LEACH-MHO). 这种改进算法首先在计算节点最优阈值的基础上, 构建新的考量能耗和负载的适应度函数, 找到最优簇首节点, 保证簇首节点的均匀分布; 再建立基于哈里斯鹰优化器的路径选择策略, 同时嵌入模拟退火算法, 防止过早陷入局部最优; 最后使用评估函数筛选出可加入到最佳路径的簇头, 缩短簇头节点到基站的通信距离. 仿真实验数据表明, 与CREEP、LEACH-C、LEACH算法相比, 本文算法的网络生存寿命分别延长了22.18%、77.83%和180.52%, 能更有效地延长网络生存寿命.