一种基于LEACH协议的节能型分簇路由算法

LEACH协议中最高级簇头与基站之间采用单跳通信方式,消耗能量较多。为了降低无线传感器网络的能量消耗,提出了一种基于LEACH协议的节能型分簇路由算法。该算法采用平面路由机制建立簇头与基站之间的通信路径,所有簇头与基站之间都采用多跳路由方式。与LEACH协议相比,该算法明显改善了网络能量消耗和网络生存时间,并使网络规模不再受到簇头通信半径的限制。     

一种基于LEAC日协议的分簇路由算法

低能自适应聚类路由协议(LEACH协议)是为无线传感器网络设计的一种低功耗自适应分层路由协议,具有延长网络生命时间的作用.为了均衡无线传感器网络节点的能耗,延长整个网络的生命周期,通过对LEACH协议的研究,对簇首的选取和簇首与Sink的通信机制进行优化,提出了一种改进的LEACH协议的分簇路由算法.通过Madab仿真实验证明,改进后的LEACH算法在网络生命周期和网络能量消耗等方面比LEACH算法有较大的提高.     

一种能量均衡的无线传感器网络分簇路由协议

由于无线传感器网络节点能量有限,为均衡无线传感器网络节点之间的能量消耗,提高整体网络的生命周期,针对LEACH协议中簇首选举时未考虑节点剩余能量因素、随机分簇等不足,提出了一种改进的LEACH协议.改进的LEACH协议在簇首选举时,以节点的剩余能量作为重要参考依据,优化节点担任簇首的概率.仿真结果表明,与传统的LEACH协议相比,改进的LEACH协议达到了能量消耗均衡的目标,从而延长了网络的生存寿命.     

基于分簇和覆盖优化的改进LEACH协议

针对传统LEACH协议中簇头数量自由度高以及分布不均所导致能量消耗过多的缺陷,提出一种基于优化分簇的、能耗均匀的改进LEACH协议。改进簇头选择机制,在常规能量阈值选取簇头节点的过程中,引入最优簇半径控制策略,改善簇头节点的物理分布位置,达到网络能量的均衡,同时引入网络覆盖率控制簇头数目,避免产生多余的簇头节点。该算法还在传统LEACH协议的基础上,使用CH-VCH交替轮寻策略简化计算量。仿真结果表明,该改进LEACH协议能解决传统LEACH协议存在的能量问题,使网络的能量消耗更加均匀,并在一定程度上延长网络的生存期限。     

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.     

基于能耗均衡的LEACH-DC协议的设计

为了解决LEACH协议无法控制簇首位置和簇首选择方式而导致能量消耗太大的缺点,提出了以非均匀分簇和双簇头路由作为改进方法的一种基于能耗均衡的LEACH-DC协议.对改进的LEACH-DC协议使用NS2进行了仿真实验,仿真实验结果表明,改进后的路由协议在网络总能耗以及数据传送量等方面均得到明显改进,从而均衡了无线传感器的网络能耗,延长了网络生命周期.     

一种新的基于分簇的无线传感器网络多跳节能路由协议

针对在LEACH(low energy adaptive clustering hierarchy)协议中,所有节点均通过一跳通信将数据传输到簇头节点使簇头能耗太大而过快衰竭死亡的问题,提出了一种新的分簇的无线传感器网络多跳节能路由协议.簇头之间采用多跳方式将数据传送到基站,避免了单跳通信簇头节点能量消耗过大的问题.利用NS-2(networksimulator-version 2)的仿真结果表明该算法优于LEACH,能有效地降低节点的能耗,延长网络生命周期.     

一种基于LEACH协议改进的簇间多跳路由协议

为了均衡无线传感器网络的能量消耗,延长网络的生存时间,在研究几种基于均匀分簇和非均匀分簇的路由协议基础上,提出一种基于LEACH协议改进的簇间多跳路由协议。该协议引入能量因子和距离因子修正了LEACH协议的阈值函数。在簇间通信过程,簇头节点与Sink节点之间采用多跳通信方式,簇头与簇头之间形成一条通向Sink节点的优化路径。实验结果表明,相比于LEACH协议和EEUC协议,本文提出的新协议能够有效的均衡网络的能量消耗,延长无线传感器网络的寿命。     

基于分簇的无线传感器网络数据汇聚传送协议

提出了一种基于分簇的无线传感器网络数据汇聚传送协议CDAT(a cluster-based data aggregation and transmission protocol for wireless sensor networks).CDAT通过均衡能耗的分簇方法及数据预测传送机制,可以有效延长网络的生命期.在簇头选取阶段,利用应用期望的无缝覆盖率与所需簇头数的数学关系,限制节点竞选簇头的初始概率,并联合节点的度和剩余能量来选取簇头;在数据聚合阶段,簇头广播消息,接收所有加入该簇的成员节点,然后对簇内数据进行聚合;在数据传送阶段,利用数据在时间上的相关性,簇头在满足传送精度的要求下,采用预测传送机制将数据传送给基站,通过该机制,网络有效地减少了数据传送的次数.理论分析和模拟实验结果表明,CDAT协议在满足应用期望的服务质量要求下,通过均衡能耗、减少数据传送次数,使得网络生命期优于LEACH(low-energy adaptive clustering hierarchy),PEGASIS(power-efficient gathering in sensor information systems)等协议.     

WSN中基于LEACH的改进路由协议

针对LEACH协议中簇首分布不均匀和节点能量消耗不均衡的问题,为了提高节点能量利用率,延长网络运行周期,提高节点在网络运行过程中的存活率,提出了一种LEACH-NE改进算法。该算法综合考虑节点到基站的距离及节点的剩余能量等因素确定最佳簇首个数,然后通过考虑能量因素来优化簇首选择。仿真结果证明了改进后的路由协议在网络运行周期和网络能量消耗方面优于LEACH协议。     

基于虚拟引力的WSNs路由协议设计与实现

数据采集是无线传感器网络(WSNs)主要功能之一,大规模的传感器网络采集并回收数据时容易出现节点负载不均衡,导致负载重的节点过早死亡.为了延长传感器网络的生存时间,本文提出了一种基于虚拟力的分簇路由协议(CRPVG),选取合适的节点出任簇首;根据簇首与普通节点的虚拟引力大小进行分簇;通过簇首之间多条传输将采集的数据包发送至基站节点.实验结果表明:提出的分簇路由协议在能耗均衡方面起到了较好的作用,延长了网络的生存时间.     

多级能量异构无线传感器网络的能量预测和可靠聚簇路由协议

传感器网络技术是普通计算中实现位置感知和上下文感知的主要技术手段,有着广泛的应用前景.文中提出了一种适合普适计算环境下多级能量异构尢线传感器网络的新的剩余能量预测REP模型和可靠聚簇路由RCR协议.协议中节点通过建立相邻节点剩余能量预测机制,使选举簇头节点的概率与节点当前剩余能晕直接相关,以优化数据传输路径.均衡节点的能量消耗.延长网络寿命.此外还通过多簇头方法.采用每个簇由多簇头节点共同承担簇头节点的作用,提高数据传输可靠件.仿真实验结果表明,RCR协议能获得比LEACH协议和HEED协议等主要聚簇协议更长的生存时间、更高的能量利用率和更高的数据传输可靠性.     

基于最小生成树的非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络中利用分簇技术,簇首到Sink节点通信采用多跳路由方式容易引起"能量空洞"的问题,提出了基于最小生成树的非均匀分簇路由协议.该协议在簇首选举阶段,以节点剩余能量、节点度、节点能量消耗速度为权重计算簇首竞争等待时间,选用簇首竞争等待时间小的节点为簇首,以均衡能量;簇形成后,以剩余能量、簇间的距离和能量消耗为参数构建基于最小生成树的最优传输路径通过多跳方式将数据发送到Sink节点.仿真结果表明,该路由协议能有效均衡能耗,延长网络生命周期,延缓"能量空洞"的形成.     

负载均衡的水声传感器网络多跳非均匀分簇路由协议

针对现有水声传感器网络分簇路由协议在簇头选举阶段和数据传输阶段中的不足,设计一种负载均衡的多跳非均匀分簇路由协议(load-balanced multi-hop unequal clustering routing protocol,LBMUC)。该协议基于节点的剩余能量及相对距离,计算节点竞争半径和节点综合属性值,改进优化簇头选举,使得簇头节点分布更加合理,并得以随着剩余能量的变化自适应的调整簇的规模,有效均衡节点的能量消耗;在建立簇间多跳路由阶段,综合考虑节点剩余能量、位置及相邻簇的规模对路由选择的影响,引入中继节点代价函数选择最优中继节点,均衡节点能耗,延长网络生命周期,降低网络丢包率,提高网络性能。仿真实验结果表明,LBMUC协议均衡了节点能耗,有效延长了网络生命周期,降低了数据丢包率。     

WSN中基于改进樽海鞘群算法的分簇路由协议

针对无线传感器网络能耗不均衡、网络生存期短的问题,提出了一种基于改进樽海鞘群算法的分簇路由协议;所提协议分别从分簇阶段和稳定传输阶段进行优化;分簇阶段,首先对樽海鞘群算法进行改进,引入了精英反向学习策略和动态学习机制,克服了基本樽海鞘群算法局部勘探和全局开发能力不平衡的问题;其次考虑节点的剩余能量和地理位置设计高效的适应度函数,以选出最优簇首,平衡簇间负载;稳定传输阶段,设计了基于最小生成树的簇间路由算法,为簇首构建最优传输路径,在缓解簇首负载的同时提高网络能量利用率;簇内通信阶段,引入轮询控制机制帮助节点构建传输调度,提高时隙利用率;对所提协议进行仿真实验,并与几种前沿协议进行对比;对比结果表明,所提出的基于改进樽海鞘群算法的分簇路由协议能够有效地改善网络性能,从而延长传感网对于目标区域的监测时间,并提高基站接受到的数据包总量。     

JOCP: A jointly optimized clustering protocol for industrial wireless sensor networks using double-layer selection evolutionary algorithm

Industrial Wireless Sensor Networks (IWSNs) have gained significant popularity for their ability to improve plant productivity and production efficiency through self-organization and rapid deployment. However, the challenge of achieving reliable and sustainable data transmission remains due to the large amount of heterogeneous data generated by large-scale IWSNs. In this paper, we present a systematic approach that addresses this challenge by focusing on data transmission clustering strategies, optimal cluster head selection, and routing design. We propose a novel Jointly Optimized Clustering Protocol (JOCP), which enhances cluster head selection by considering multiple critical factors that impact the IWSN life cycle. JOCP incorporates two key modules: the many-objective clustering model and the double-layer selection evolutionary algorithm. Specifically, the many-objective clustering model considers cluster head selection from different perspectives, including maximum node survival cycle, minimum node distance, minimum network overall energy consumption, and balanced cluster energy consumption, with the aim of extending the network life cycle. Additionally, the double-layer selection evolutionary algorithm optimizes the many-objective clustering model to select appropriate cluster heads. Through performance verification, we demonstrate that the JOCP protocol effectively enhances the network life cycle and increases the number of surviving nodes compared to baseline clustering algorithms. Our research provides a comprehensive solution to the challenges associated with reliable and sustainable data transmission in large-scale IWSNs, highlighting the potential for improved performance in industrial applications.     

一种改进的分簇路由算法

多跳分簇低功耗路由协议(MHLeach,Multi-Hop Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)是一种用于数据汇聚的路由协议,它为传感器节点提供一种自组织、自适应的分簇组网方法。MHLeach将网络分割成若干个小簇,使簇内传感器节点按星型拓扑方式汇聚消息到簇首,而把簇间的簇首连接成具有多个分支的树形网络来组网。为提高MHLeach的可靠传输能力,本文提出基于链路质量估计的能量均衡路由协议ELQECHE,ELQECHE协议讨论链路质量对传输可靠性的影响,它将簇首间的链路质量作为一个重要指标,根据该链路质量来评估网络传输可靠性的高低,最后从邻居中选出传输可靠性较高的簇首作为转发节点。     

基于K-Means 的无线传感网分簇算法研究*

针对传统分层路由算法存在的分簇不均匀、簇头选举不合理以及数据传输形式单一等问题,提出基于K-Means 的无线传感网改进分簇算法LEACH-KPP。首先在成簇阶段采用K-Means 算法实现均匀分簇,随后在簇头选举阶段使用改进簇头选举函数选取簇头,最后在融合数据传输阶段根据簇头与基站,簇头与簇头之间距离动态选择单跳与多跳的混合传输方式传输数据。OMNet 仿真结果与时间复杂度推导表明,LEACH-KPP延长了网络的生存周期,在节点剩余能量与后期存活数目上都优于传统分层路由算法。     

基于时空加权目标函数的无线传感网分簇协议

针对无线传感器网络中能量受限的特点,提出了基于时空相关加权目标函数粒子群优化算法（SC-WOFPSO）的分簇协议。首先,该协议使用Kohonen神经网络提取节点间的数据相似性。在分簇过程中,该协议综合考虑了节点间的数据相似性、节点间距离以及节点剩余能量等因素,使用PSO算法进行迭代寻优,寻找最优的簇头集合;在成簇过程中,网络中的非簇头节点为每个簇头分别计算goal函数值,选择加入函数值最大的簇头。最后从网络总能量消耗、网络寿命和网络吞吐量三个性能指标出发,验证了该协议能够有效降低网络能耗、提高网络寿命、提高网络吞吐量。     

基于节点位置和剩余能量的分簇路由改进算法

针对传统LEACH协议存在的随机选举簇头及网内节点能耗不均等问题,提出了一种能量均衡高效的分簇路由协议LEACH-EPN.在成簇阶段加入最优簇数约束,综合考虑节点位置和剩余能量等多种因素;引入距离因子、能量因子及节点密度因子改进阈值公式;通过改变簇的范围来改变成簇机制,使簇头选举更合理、能耗分布更均匀,提高了网络的能量...