一种带有能量自补给节点的异构传感器网络分簇路由算法

针对现有无线传感器网络分簇路由算法的网络生命周期短、能量消耗不均衡等问题,结合节点的能量采集技术,提出了一种带有能量自补给节点的异构传感器网络分簇路由算法。考虑到实际环境中节点能量补给不稳定,根据节点的剩余能量和当前能量自补给状态,设计了能量均衡的簇头选举机制和簇间多跳机制。仿真结果表明,在延长网络生命周期和均衡全网能量消耗方面,该算法优于采用相同能量补给规律的传统分簇路由算法(LEACH算法和SEP算法)和其他基于能量自补给的分簇路由算法(PHC算法和EBCS算法)。     

无线传感器网络中一种节点负载均衡的分簇算法

无线传感器网络节点的能量有限,而分簇算法能有效解决节点能耗受限与不同节点能量开销不平衡问题。在网络路由分簇的基础上,提出了一种节点负载均衡的分簇算法。该算法对经典的分簇协议LEACH的簇头选择机制进行了改进,应用量子粒子群对簇头选取进行优化。为解决算法后期易陷入局部极小的问题,采用了基于群体适应值方差的早熟判断机制,结合模拟退火算法进行局部优化。仿真结果表明:该算法使网络节点负载更均衡,有效提高了无线传感器网络的性能。     

一种新的基于LEACH的WSN路由算法

研究无线传感器网络路由算法,无线传感器网络由能量有限的节点组成,因此高效节能的路由算法是无线传感器网络组网的基础.针对低功耗自适应分簇(LEACH)路由算法存在簇首节点选择不合理以及簇首节点与基站在远距离通信过程中能量消耗大的不足,提出了一种改进的LEACH路由算法.改进的算法在簇建立阶段的簇首选举过程中,引入节点剩余能量因素,且进行均匀分簇,有效地降低剩余能量较小和位置不佳节点成为簇首的可能性,均衡了网络的能量消耗,在簇稳定工作阶段,节点间的数据传输采用单跳和多跳相结合的通信方式,从而降低网络能耗.仿真结果表明,与传统的LEACH算法相比,改进的LEACH算法能量均衡性更好,并显著地延长了网络的存活时间.     

基于能量优化的无线传感器网络分簇路由算法研究

无线传感器网络的路由协议设计要同时关注单个节点的能耗及整个网络能量的均衡消耗.分簇算法能有效解决节点能耗受限与不同节点能量开销不平衡问题.在分析了传统分簇路由LEACH(low energy adaptive clustering hierarchy)协议中选择簇头算法不足和当前一些典型基于LEACH思想的路由改进算法...     

一种基于负载均衡无线传感器网络节能分簇算法

由于无线传感器节点的能量是有限的,如何延长节点和网络的工作寿命成为一个很关键的问题.LEACH算法采用本地簇头随机轮转机制将能量负载分担给网络中的所有传感器节点,但是,簇头选举的随机性和簇内节点数目的不均衡可能导致某些节点过快耗尽能量而死亡.本文提出了一种基于负载均衡的簇头选举方案,采用粒子群优化(PSO)算法先行分簇,然后考虑能量和距离再推举出簇头.仿真结果表明,该算法比LEACH更有效地平衡了能量消耗,并显著延长了网络的存活时间.     

一种改进的无线传感器网络分簇路由算法

在无线传感器节能优化的研究中,能量约束问题是无线传感器网络网络协议设计最重要的问题.网络设计目标是要高效地使用传感器节点的能量,延长网络的存活时间.针对LEACH协议能耗大,为解决网络存活时间短等缺点,提高可靠性,提出了一种基于能耗均衡的分簇路由算法(IWA).IAW首先对LEACH协议的簇头选举过程进行了改进,把节点剩余能量作为簇头选举的依据,然后簇的形成根据簇所在层次和距离基站的距离实现,从而达到了能量均衡.仿真结果表明,IWA算法有效地节省了簇首的能量消耗,平衡了簇内节点能耗,延长了无线传感器网络的存活时间,使得到的监测结果准确可靠.     

一种基于LEACH的改进无线传感器网络路由协议

为了在无线传感器网络(WSN)中降低能耗和提高网络生存期,针对LEACH协议中簇头选举不合理和随机分簇的不足,提出了一种LEACH的改进协议.该协议首先计算无线传感器网络的最佳分簇数量,然后与遗传算法相结合对网络进行分簇,再根据簇中节点的剩余能量等情况选出簇头节点.仿真结果表明,与经典的LEACH协议相比,改进后的协议减少了网络的能量消耗,延长了网络生命周期.     

一种基于分簇算法的能量优化策略

延长网络生存期、减少网络能量消耗是传感器网络一项重要性能指标,分簇方案是实现该目标的主要方法之一.引入了传感器节点检测半径的概念,在分簇算法的基础上提出一种能量优化策略,该策略通过减少网络中处于激活状态节点的个数,减少网络消耗能量,延长网络的生存期.最后通过对典型的分簇算法LEACH应用该优化策略,仿真结果表明能量优化策略能显著的减少网络的能量消耗.     

无线传感器网中一种按需加权分簇算法

针对无线传感器网络节点能量受限的特点,提出一种按需加权分簇算法.该算法通过节点间的信息交互,获得较多的局部网络信息,综合考虑节点的当前能量值、度数和发射功率等因素,根据不同的网络应用背景做出不同的分簇决策.仿真结果表明,与具有代表性的分簇算法LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)相比,分簇更合理,减少了能量消耗,延长了网络的生存周期.     

基于能量高效的无线传感器网络LEACH协议改进

针对无线传感器网络节能问题,详细分析了经典分簇协议——LEACH,在其基础上针对LEACH的不足进行改进,提出了一种能量高效的分簇路由协议。该协议在簇头选举的算法中纳入节点剩余能量作为参数,提出各簇独立进行的簇头轮换机制,控制簇头在簇中的分布和各簇成员节点数目,并采用基于阈值的单跳与多跳相结合的簇间通信方式。仿真结果表明,改进后的协议较LEACH能够有效节约节点能量,均衡网络各节点消耗,显著延长了网络生存周期。     

自适应异构传感网节能优化拓扑控制研究

针对传统的节能优化算法没有充分考虑节点间的通信距离和节点失效后重新分簇等问题,为了延长网络的生存期,提出一种自适应优化异构无线传感器网络拓扑结构控制算法.提出的算法首先基于传输数据跳数和相邻传感器之间通信距离,依据相似三角形几何原理,结合具体应用场景对传感器节点的分簇、成簇等操作进行自适应优化控制.仿真实验表明:改进的...     

无线传感器网络非均匀等级分簇拓扑结构研究

网络拓扑结构影响着传感器节点的负载均衡与生存周期,分簇结构是无线传感网络的一种有效地拓扑管理方式。根据血管网络特征以及对构建无线传感器网络拓扑结构的启示,提出了无线传感器网络非均匀等级分簇拓扑结构。分析血管网络结构特征,建立数学模型和网络拓扑结构,对具有压力差的网络节点进行等级标定。根据改进粒子群算法进行非等概率静态分簇,形成不同等级区域具有密度和规模不等的非均匀等级分簇拓扑结构。仿真分析表明,此算法能优化网络分簇,均衡节点能耗,延长网络生命期,避免网络能耗热点问题。     

带状无线传感器网络能量高效的节点部署策略

带状无线传感器网络具有特殊的拓扑结构,满足很多重要领域的应用需求。针对带状网络中的能量消耗不均衡问题,分析了带状无线传感器网络在多跳通信时的拓扑结构和能耗模型,在对带状网络进行分簇的基础上,提出一种非均匀的节点部署策略,该策略量化了带状传感器网络中簇内节点的数目关系,并设计了相应的路由协议。仿真结果表明,非均匀的节点部署策略可以缓解带状网络的能量空洞问题,使网络能耗趋于均衡,延长整个网络的生命周期。     

无线感知执行网的智能协作机制研究

针对无线感知执行网中的节点协作问题,提出了多目标智能协作策略。在感知节点不完全连通的WSANs中,设计局部感知节点成簇算法,实现感知节点间的通信协作;以网络能耗均衡和信息传输时延为目标,应用离散多目标自由搜索算法对WSANs进行实时路径规划,实现簇头节点和执行节点间的协作,并通过路径惩罚策略和路径均衡策略,保证寻优结果的有效性、均衡执行节点之间的能耗。仿真实验表明:无线感知执行网智能协作机制能有效地选择多执行节点路径,实现网络协作的实时需求与能量消耗之间的平衡。     

ECDC: An energy and coverage-aware distributed clustering protocol for wireless sensor networks

Clustering for wireless sensor networks (WSNs) is an effective scheme in utilizing sensor nodes energy and extending the network lifetime, while coverage preservation is one of the most essential issues to guarantee the quality of service (QoS). However, the coverage problem has not been well understood so far. For mission-critical applications of networks, it is crucial to consider coverage requirements when we select cluster heads and routing nodes for the clustering topology. In this paper, we propose the ECDC (Energy and Coverage-aware Distributed Clustering Protocol), an integrated protocol involving both energy and coverage, which is different from previous clustering protocols. For different practical applications, we design corresponding coverage importance metrics and introduce them into the clustering algorithm. Theoretical analysis and simulation results show that our protocol is effective in improving network coverage performance, reducing nodes energy dissipation and extending the network lifetime.     

Research of energy efficient clustering algorithm for multilayer wireless heterogeneous sensor networks prediction research

In designing wireless sensor networks of image transmitting, it is important to reduce energy dissipation and prolong network lifetime. This paper presents the research on existing clustering algorithm applied in heterogeneous sensor networks and then puts forward an energy-efficient prediction clustering algorithm, which is adaptive to sensor networks with energy and objects heterogeneous. This algorithm enables the nodes to select the cluster head according to factors such as energy and communication cost, thus the nodes with higher residual energy have higher probability to become a cluster head than those with lower residual energy, so that the network energy can be dissipated uniformly. In order to reduce energy consumption when broadcasting in clustering phase and prolong network lifetime, an energy consumption prediction model is established for regular data acquisition nodes. Simulation results and the application in image clustering show that compared with current clustering algorithms, this algorithm can achieve longer sensor network lifetime, higher energy efficiency, and superior network monitoring quality.     

基于演化博弈的无线传感器网络分簇算法

针对无线传感器网络中节点负载过重与能耗不均衡而出现网络能量空洞的问题，基于演化博弈理论建立一种簇头竞选的博弈模型，同时提出一种基于演化博弈的无线传感器网络最优成簇算法。运用节点的剩余能量、数据接收能耗和数据转发能耗设计簇头演化博弈的收益函数，并将最优发射功率控制机制应用于簇成员的选择，从而形成稳定连通的网络分簇结构。仿真实验表明该算法平衡了节点负载，从而均衡网络能量，有效改善网络中过早出现能量空洞的问题，进而延长了网络生存时间。     

HACH: Heuristic Algorithm for Clustering Hierarchy protocol in wireless sensor networks

Wireless sensor networks (WSNs) require energy management protocols to efficiently use the energy supply constraints of battery-powered sensors to prolong its network lifetime. This paper proposes a novel Heuristic Algorithm for Clustering Hierarchy (HACH), which sequentially performs selection of inactive nodes and cluster head nodes at every round. Inactive node selection employs a stochastic sleep scheduling mechanism to determine the selection of nodes that can be put into sleep mode without adversely affecting network coverage. Also, the clustering algorithm uses a novel heuristic crossover operator to combine two different solutions to achieve an improved solution that enhances the distribution of cluster head nodes and coordinates energy consumption in WSNs. The proposed algorithm is evaluated via simulation experiments and compared with some existing algorithms. Our protocol shows improved performance in terms of extended lifetime and maintains favourable performances even under different energy heterogeneity settings.     

基于概率触发的负载均衡区域竞选分簇算法

无线传感器网络中由最大连通度生成簇算法得到的簇结构,各簇头节点间负载不均衡,能量消耗较快。对止,用剩余能量和发射功率构建综合权值来决定节点竞选簇头的可能性,并通过设计的拓扑维护概率适当性的对网络拓扑进行局部调整,形成了基于概率触发的负载均衡区域竞选分簇算法,有效地延长了网络生命期。