基于节点密度的非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络(WSN)分簇路由协议中簇结构分布不合理,节点能量消耗不均衡的问题,提出了一种基于节点密度的非均匀分簇路由协议EDUCP.该协议考虑网络中节点的疏密情况,控制节点竞争区域的范围,使密度大的区域的节点成为簇头的概率增加,将剩余能量大、能耗速度慢的节点选为簇头,使簇头分布更加合理;在多跳通信链路选择时,通过对Euclid距离的判断在簇头和基站之间选择中继节点,进一步减少节点的能量消耗.实验结果表明,EDUCP在网络生存周期、能量均衡等方面具有较好的性能.     

基于节点负载均衡的分布式光伏发电无线安全监控网络研究

为解决分布式光伏发电并网容易对电网产生扰动的问题,引入针对分布式光伏发电无线监控网络,延长网络生命周期,对传统的LEACH协议进行改进,提出LEACH-NEW协议。LEACH-NEW协议将整个无线监控网络划分为等面积的若干个环形区域,依据传感器节点剩余能量在各个子区域内以不同概率选取簇头,使距离基站越近的簇包含更多的簇头,避免热区簇头因转发任务而过早失效。同时采用多跳路径完成数据传输,避免基站远处的簇头因一跳通信而过早失效。NS2的仿真结果表明:LEACH-NEW协议有效地均衡了网络能耗,延长了网络生命周期,使无线监控网络可提供更为可靠的监控,运行更加稳定,网络能耗也更加均衡,且当基站距离监测区域越远,LEACH-NEW协议的优越性越显著。     

图论在无线传感网络路由协议中的应用研究

为降低无线传感网络节点能耗,延长网络生存时间,将图论最优选址问题用于分簇路由协议设计。依据节点剩余能量,结合图论的中心论算法进行簇头选举,以降低和平衡簇内能耗。依据下一跳簇头的能量消耗情况,使用Dijkstra算法设计最佳路由,确定最佳跳数,以降低数据传输的通信能耗,均衡全网能量。将此算法用于机场助航单灯监控系统,并与AL-CAME和ECOMP协议进行对比,仿真结果表明,此算法网络开销最小,节点剩余能量值远大于其他两种算法,网络能耗分布更为均衡,有效延长了网络的生命周期。     

基于LEACH协议的簇头选举改进算法

针对典型LEACH分簇路由协议中簇头选举随机性的问题,提出一种LEACH的改进簇头选举方法,该方法先依据能耗模型确定最低能耗的簇头个数,随后优化簇头选举机制,在簇头选举时设置一个动态的能量阀值,同时增加剩余能量和节点密度因素;在簇间通信阶段,簇头节点将按照最低能耗以多跳的方式将信息传递给中心节点。仿真结果显示,新算法既能减少网络的总能耗,延长网络寿命,又能使节点的能耗更加的均衡。     

WRSNs中无线充电和辅助移动数据收集算法

研究在无线充电设备(WCE)辅助基站进行数据收集情况下,无线可充电传感器网络(WRSNs)中充电和数据收集问题,旨在减少网络中长距离无线传输造成的能量浪费,缓解能量空洞问题。对充电及数据收集过程建模分析,设置用于计算WCE辅助收集数据量的节能系数,利用拉格朗日对偶分解和次梯度算法设计一种WRSNs中无线充电和辅助移动数据收集算法(Wc AMDG),优化节点充电量和路由。仿真实验表明,算法能够有效延长网络寿命、均衡节点能耗、提高网络能量利用率。     

无线传感器网络中一种能量有效的混合式拓扑控制算法

与AdHoc网络不同,无线传感器网络以降低节点的能耗作为首要的设计目标.针对节点能量有限的特点,提出一种能量有效的混合式拓扑控制算法--EAHTC算法.该算法优先选择剩余能量高的节点担任簇头节点,而且算法采用局部信息,动态调节节点通信范围,改变一跳可达邻居数量,从而减轻MAC层负担达到节能的目的.同时在网络运行过程中,算法通过周期性重新选举簇头,减小并均衡网络中节点的能耗,从而进一步延长了网络的生存期.仿真结果验证了该算法的有效性.     

簇首优选改进算法设计及其网络能耗影响研究

无线传感网络是由大量传感节点构成的分布式自组织网络,而传感节点采用电池供电,其有限的能量严重影响了网络的生存周期。本文提出了一种新的异构感知路由协议（ED-SEP）,该协议在分簇阶段综合考虑节点的剩余能量和覆盖半径范围内邻居节点的疏密程度及与基站的相对距离大小,从而选举出更具优势的簇首。采用MATLAB仿真分析了ED-SEP协议在改变基站位置和节点初始能量下的性能表现,并与稳定选举协议SEP、E-SEP进行比较。结果表明：通过改变网络中的参数,ED-SEP协议的网络稳定期相比SEP协议和E-SEP协议分别提高了29.6%和25.7%,基站的数据接收量达到了E-SEP协议的近三倍,有效提高了网络的能量利用率,极大地改善了无线传感网络的性能。     

基于LEACH的无线传感器网络簇首选取改进算法

针对无线传感器网络(WSNs)LEACH路由协议中簇首选取不合理和能耗过高等问题,提出了一种基于LEACH的簇首选取改进算法LEACH-M。通过利用ZigBee协议中的分布式地址分配策略,首先计算出各节点的网络地址,然后结合其剩余电能来优化簇首选取阈值。此外,通过在LEACH-M中加入簇首竞争轮换机制,一方面均衡了WSNs的能耗负载,另一方面避免了簇首提前死亡而导致的路由瘫痪。NS-2.35仿真实验表明,在100 m×100 m的小面积监测和300 m×300 m的大面积监测中,所提出的算法最多能够延长33%的网络寿命,降低46%的网络能耗,增加68%的基站数据接收量。     

线性WSNs能耗均衡的非均匀网络部署方案

针对线性无线传感器网络中存在能量空洞的问题，给出一种线性无线传感器网络能耗均衡的非均匀网络部署方案。该方案证明了除距离Sink节点最远的子监测区域之外，剩余子监测区域从远到近使其传感器节点数量呈等比递增时可实现网络能耗均衡，同时需随机部署足够数量的中继传感器节点用于转发数据。经实测数据仿真表明，所提方案能有效地解决能量空洞问题，使得线性无线传感器网络可以实现均衡能耗的目的，且能够大大延长网络的寿命，对于提高实际线性无线传感网络的性能具有重要意义。     

自适应人工免疫网络算法的无线传感网络拓扑结构优化

无线传感器网络(MWSN)具有动态拓扑的特性,因而节点移动、能量消耗等影响因素会导致传感器网络的寿命。在现有层次型拓扑控制算法的基础上,借鉴adhoc网络层次拓扑生成算法WCA的设计原理,提出一种应用于无线传感器网络的新型层次型拓扑结构优化算法。该算法综合考虑节点的能量和位置状况,为每个节点定义不同的权值,从中选出性能优越的节点担任簇首,同时通过设置节点度参数来确保最优的拓扑结构。同时依托自适应人工免疫网络算法,用于实现MWSNs的目标。仿真结果表明,改进的人工免疫网络算法(KC-AAINA)有助于找到良好的聚类配置和簇头数量,限制了节点能耗,改善了MWSN的网络寿命、能量消耗和分组传输,从而提高网络生命周期。     

无线传感器低功耗路由算法

为了使无线传感网络维持在小的路由信息的同时进一步降低无线传感网络节点能耗,提出了一种改进的LEACH算法。该算法采用多跳路通信方式,对簇头与sink节点的通信过程中的节点能耗进行优化。为了避免能量过低的节点被作为簇首的情况,在每一轮的簇首选举过程中,节点剩余能量成为选举簇头节点的重要指标。然后用MATLAB进行仿真,实验证明,与经典LEACH算法相比,改进LEACH算法网络能量消耗更加均衡,使网络的生存时间有很大程度上的提高。     

基于NS2的LEACH协议仿真与分析

无线传感器网络分簇路由协议,通过簇头节点协调簇内节点之问的工作,可以有效的减少能量消耗,提高网络的性能。而LEACH协议是经典的分簇算法,是目前重点研究的路由技术。本文对LEACH协议工作原理进行了分析。在此基础上,详细介绍了使用NS2软件仿真无线传感器网络路由协议LEACH的方法,并以能量消耗和网络生命周期为衡量网络性能的指标,将仿真结果与MTE路由协议进行了对比分析,得出了LEACH协议能有效的降低能耗,延长网络的生命周期。     

无线传感器网络能量改进路由算法研究

基于能量多路径路由协议和LEACH路由协议的大多数成簇算法是概率选择,在一定程度上会加速局域内节点能量过早消耗完,影响网络的性能。结合能量感知多路径和LEACH路由算法,提出一种能量高效的改进路由算法,从节点能量消耗角度出发,根据节点与汇聚节点之间的距离、网络中所有存活的节点到汇聚节点的平均距离以及该节点当前剩余能量值来确定簇头选择的能量阈值,并依据该值进行路由选择。仿真实验结果表明,该算法能够提高网络整体性能,有效延长网络节点的生命周期。     

混沌蚁群算法在划分区域中能量均衡路由方法研究

为了降低无线传感器网络受能量限制的影响,延长网络生命周期,通过蚂蚁混沌行为和自发组织行为,提出了一种寻求最优网络路由规划方法。该方法从兼顾能耗和网络时延的角度,基于节点位置,依据节点传输方向结合跳转概率形成扇环区域划分,选取节点划分区域中剩余能量较高且距离该节点较近的节点作为邻居节点,采用双向搜索保存全局最优位置更新等方法考虑寻找最优解。实验表明,此方案在降低网络时延的同时有效地均衡和减少了网络能量的消耗,延长整个网络寿命。     

基于匹配信任度机制的移动传感网簇头更新算法

为解决移动传感网部署过程中存在的簇头节点更新质量不佳和节点生存率较低等不足,提出了一种基于匹配信任度机制的移动传感网簇头更新算法。首先,引入K-means算法,利用误差平方根函数来完成网络初始聚类,以快速定位聚类中心,提升聚类形成速度。随后,综合考虑备选簇头剩余能量、备选簇头与当前簇头的欧氏距离、备选簇头覆盖范围内节点总数3个因素,设计了基于匹配信任度的簇头更新方法,按权值对各因素进行平均分配,进而将信任度权值最高的节点作为备选簇头,从而选举出生存质量较高的节点。仿真实验表明,算法具有更高的网络稳定运行时间和簇头节点生存率,以及更低的节点故障概率。其中,网络稳定运行时间提升了80%以上,簇头节点生存率保持在90%以上,节点故障概率也较低,具有明显的优势。     

风电机组无线监控系统的构建方法

从节点部署和路由协议2个方面对风电机组无线监控系统进行构建。考虑到风电机组典型故障的分布具有一定的空间性,提出了一种空间正四面体节点部署方案,以最大限度地减少所需部署的传感器节点数目。所提节点部署方案将正四面体理论运用到监控系统的节点部署中,着重对机舱的齿轮箱、发电机与传动轴进行监控部署;在此基础上,通过对经典LEACH路由协议的簇头选取方式进行改进,提出了适用于风电机组监控系统的路由算法。该算法综合考虑了节点剩余能量和节点之间的几何距离,最大限度地提高了监控系统的信息传输能力并均衡利用节点能量、延长监控系统的使用寿命。仿真结果表明,所提空间节点部署方案拓展了监控系统的监控能力,所提改进路由算法使监控系统的最佳工作时间延长了31.35%。     

高压输电监测无线传感网功率控制算法

为了延长网络生命周期,解决高压输电监测的无线传感器网络中节点能量受限问题,结合应用背景的实际特点,提出一种基于节点动态聚类的功率控制算法。该算法以高压输电监测的网络架构为基础,分析传感器节点间的空间几何位置关系,综合考虑空间几何信息与节点剩余能量,利用聚类分析方法对网络内具有相似性的节点进行动态聚类,使数据转发在类区域代表节点之间传递。同时,采用可变的功率调制技术进行数据传输。仿真结果表明,该算法能够有效地降低网络能量消耗,并延长网络的生命周期。