基于能量均衡高效的LEACH改进算法

LEACH路由协议是无线传感器网络一个经典的分簇路由方法,但在限能严重的无线网络中,节点功耗高、生存时间短等问题严重影响网络性能,为此提出了改进的基于能量均衡高效的LEACH-X协议。通过加入最优簇首数,提出修正的剩余能量因子,考虑节点的剩余能量、周期内当选过簇首的次数以及密度因子,并对部署区域分区,针对区域调整距离因子增益参数的权重来修正簇首选举阈值函数;接着进行二次竞争并最终选举簇首,从而减小节点能耗,使WSN存活时间得到一定的延长。仿真结果表明,与传统LEACH协议进行对比,LEACH-X协议降低了网络能耗,延长了网络生存时间。     

TLTS:大规模无线传感器网络下基于簇的两级TDMA调度协议

媒质接入控制子层是节点能量消耗的主要所在,因此无线传感器网络设计的基于TDMA的MAC协议具有固有的节能特性,但是其可扩展性较差.基于簇的TDMA协议则可有效提高系统的可扩展性,但同时带来了簇间传输干扰问题.针对此问题提出了一种基于簇的两级TDMA调度协议--TLTS协议.通过两级TDMA调度,避免了簇间传输干扰,提高了能量有效利用率.实验结果显示,当节点密度较高时,TLTS协议更适合用于大规模部署的无线传感器网络中.     

无线传感器网络LEACH协议的改进

延长传感器网络的生存周期,降低传感器节点的能耗成为无线传感器网络（WSN）研究的重点。基于LEACH 协议中簇头生成算法提出了改进、调整节点竞选簇头的阀值函数,并在非簇头节点选择适合自己的最优簇头时综合考虑了候选簇头节点的剩余能量以及距基站的距离等因素,给出了新的成簇机制的适合因子的计算公式。仿真结果表明,新型簇首选择机制能够有效平衡节点的能耗分布,延长节点与网络的寿命。     

高效节能的WSN非均匀分簇节点调度算法研究

针对目前无线传感器网络分簇算法中存在的节点能量消耗不均衡,大量节点工作导致信息冗余和能量浪费等问题,提出一种高效节能的WSN非均匀分簇节点调度算法EEBUC（Energy-Efficient and Balanced Unequal Clustering Nodes Scheduling）。该算法在簇的形成阶段,考虑候选簇首离汇聚点的距离、所在区域的节点密度和节点能量形成非均匀的竞争范围,构造大小不等的簇,平衡簇内和簇间的通信能耗;同时结合调度簇内冗余节点方法,减少网络中每轮工作节点数量,提高网络能量利用率。利用OMNET++仿真软件进行仿真,实验结果表明,EEBUC算法能有效节约网络能量,均衡节点能耗,比LEACH 协议和EEUC协议分别延长网络寿命203%和50%。     

一种消除无线传感器网络簇间干扰的TDMA协议及实现

针对基于簇路由的无线传感器网络的媒体接人控制层(MAC)存在的簇间干扰问题,提出了一种消除簇间干扰的时分多址(TDMA)调度协议.该协议通过各簇首监听和分析周边节点消息,生成TDMA调度表来消除簇间的干扰.该协议假设网络只有单一的物理信道,所以不依赖于特殊硬件,具有一定通用性.采用TmyOS软件平台和MICA2硬件平台来实现协议.通过测试协议的簇首生成情况、组网开销、组网丢包率和传感数据的正确传输率,可知协议减少了簇间干扰,并且具有一定的可靠性.     

一种能耗均衡的ＷＳＮ高吞吐量路由协议研究

无线传感器网络（WSN）由若干个传感器节点通过多跳自组织的方式构成,这些节点的能量和处理能力都受到极大的限制,因此研究节能高效的路由协议具有较大的意义。为延长WSN的生存时间和提高网络吞吐量,提出了一种能耗均衡的WSN高吞吐量路由协议,该协议利用K-means聚类算法对节点进行分簇,并结合节点剩余能量和距离计算权重值,选择最佳节点作为簇首,此外,还利用无线收发器的参数和信道状况确定最佳固定分组大小。在数据传输阶段,使用Dijkstra算法计算多目标权重函数作为链路成本。实验结果表明该方案在网络节点节能方面优于CERP和TEEN路由协议且提高了整个系统的吞吐量和生存时间。     

一种基于超时机制的分簇无线传感器网络MAC协议

首先分析了基于簇的TDMA机制,针对其存在的问题,提出了一个基于超时机制的分簇的MAC协议(TC-MAC)。该协议为每个时隙分配了一个超时时间#来减少传感器节点的空闲侦听,避免能量的浪费。仿真结果显示,TC-MAC协议能有效地延长无线传感器网络的生存周期,提高网络能量的有效性。     

优化分簇的无线传感器网络路由算法

延长传感器网络的生存周期,降低网络节点的能耗成为无线传感器网络(WSN)研究的关键.由于无线传感器网络能量有限,针对LEACH算法中簇首分布不均、簇首数目偏离最优值等对网络能耗的影响,提出了一种同时考虑节点剩余能量、最优簇数和簇首分布状况来选择簇首的算法EBCS-LEACH.新算法使簇首数目为最佳,以满足能量阈值的节点才能当选为簇首和对簇首的分布进行了相应调整.仿真结果表明,EBCS-LEACH算法延长了网络的生存周期,相比LEACH算法生命周期延长19.5％,同时能耗也更加均衡.     

一种事件驱动型无线传感器网络的分层路由算法

为了降低无线传感器网络在突发事件监测系统中的能量消耗,延长网络生存周期,结合突发事件监测系统的特点,在TEEN协议的基础上进行改进,设计实现了一种基于事件驱动的分层路由算法—TEEN-PE算法。该算法采用先分区再建簇的方式解决了TEEN协议中最优簇首个数难以确定、簇首分布不均匀等问题。同时,在簇形成阶段和簇间通信阶段,综合考虑节点剩余能量以及节点到基站的距离因素,以提高网络在时间上和空间上的通信平衡。该算法能有效降低节点能耗、延长网络生存周期。最后通过NS-2进行仿真,仿真结果显示,TEEN—PE算法在节点存活率以及能耗上要明显优于TEEN协议。     

一种分布式能量有效的无线传感器网络分簇路由协议

提出了一种分布式能量有效的无线传感器网络分簇路由协议DEEC(Distributed Energy-efficient Clustering Algorithm)。该协议采用基于时间的簇首选择算法,广播时间取决于自身剩余能量和其邻居节点的剩余能量。在数据传输阶段,采用簇内单跳与簇间多跳相结合的方式,引入权值函数优化簇首中继节点的选择。仿真实验结果表明,与LEACH,PEGASIS协议相比,DEEC能够有效地节约单个节点能量、均衡网络能耗、延长网络生存周期。     

面向配电网故障检测的WSN可信路由算法

为了提高配电网故障检测数据传输的可信性,提出一种面向配电网故障检测的WSN可信路由算法。算法提出一种防范针对信任模型攻击的轻量级信任值计算方法,并在簇头选举与簇间多跳路由中引入信任值,避免恶意节点降低网络安全;簇间多跳阶段中,对邻居节点的位置因子、距离因子、信任值及剩余能量等参数进行融合判决,构建最优数据传输路径。仿真结果表明,提出的算法能够自适应剔除网络恶意节点,防范恶意攻击,最大化网络生存时间。     

基于改进ACO的WSN感知数据传输策略研究

无线传感器网络(WSN)能够利用传感器节点快速准确地获取物理世界的信息从而作为物联网的感知层在监控领域得到了广泛的应用,而能量利用率是能量受限无线传感器网络的一个关键属性,直接影响网络的生命周期.经典的分层路由LEACH(及其变种)算法是无线传感器网络中最常见的节能路由协议.该文提出了一种改进的LEACH算法,由sin...     

能量负载均衡的无线传感网分组成簇协议

针对无线传感网（WSN）中分簇路由协议在簇首分布及节点能耗不均问题,提出了一种节点能量负载均衡的分组成簇算法。根据节点能量分组,并随着节点能量的减少动态调整分组个数,组内根据能量重心进行簇首选举,利用簇首轮转和簇间多跳路由进一步均衡节点能耗。仿真结果表明,该算法有效实现了负载均衡,并显著延长了网络的稳定期。     

能量高效的无线传感器网络路由协议

针对目前无线传感器网络分簇路由协议存在的节点能耗不均衡的问题,提出一种基于分簇思想的能量高效的多跳路由协议(EEMR)。该协议首先基于节点临近度将网络划分成簇,采用簇首自适应轮转模式优化簇内节点通信的能量消耗,以高剩余能量短路径向心角的适应度路由算法均衡簇间通信负载和能量消耗,有效避免多跳路由中出现的能量消耗不均衡问题。仿真结果表明,EEMR协议能有效均衡网络内节点的能量消耗,显著延长无线传感器网络的生命期并提高网络能量利用率。     

基于LEACH的无线传感器网络混合优化协议算法

在无线传感器网络(WSN)协议研究中,降低节点的能量损耗、延长节点的使用寿命是研究的关键问题。针对无线传感器网络中传统LEACH协议在分簇机制及数据通信方面的不足,提出了一种混合优化的改进协议--HOBDE-LEACH。新的协议采用先分簇再选举簇头的策略,提出覆盖半径种子扫描成簇算法(CR-SSCA)进行快速分簇,保证对区域的全覆盖;网络运行期间结合能量和距离考虑负载均衡,分阶段采用不同的簇头选举和通信机制。仿真实验结果表明,与LEACH协议相比,HOBDE-LEACH的第一个节点死亡的轮循次数延长了66%,50%节点死亡时的网络轮循次数延长了20%;与LEACH-EI协议相比,所提协议的第一节点死亡的轮循次数延长了50%,50%节点死亡的网络轮循次数延长了19%。改进后的协议能有效地均衡网络负载和簇头节点能量消耗,更合理地分布簇头节点,延长网络生命周期。     

一种聚类区域自适应调整的WSN能耗均衡分簇算法

详细分析LEACH协议,针对LEACH协议随机产生簇头导致网络中出现局部区域簇头分布不均、簇的规模不一、整个网络能耗不均衡、网络寿命缩短等问题,提出了一种聚类区域自适应调整的WSN能耗均衡分簇算法。在算法的选举簇头阶段,将节点剩余能量、备选簇头与邻居簇头的间距相结合作为判据参数;在成簇阶段,将节点预加入的簇头到基站的距离考虑在内,比较多个数据流向,采用节能最优路径策略。仿真结果表明,该协议能够有效均衡网络各节点能耗,显著延长了网络生存时间。     

基于能量和距离的LEACH算法改进

本文重点研究WSN分簇路由协议LEACH,无线传感器网络节点数量庞大、单个节点资源极其有限,其路由协议设计的首要目标是提高能量有效性,延长网络生命周期。有针对性的选择了LEACH作为研究重点,针对其簇首选择时不考虑剩余能量,簇首直接与基站通信,远端节点耗能过大,容易出现热点问题,导致网络能耗严重不均衡的不足加以改进,提出了一种新的基于能量和距离的多跳路由算法EDMRCH(Low Energy and Distance Multi-hop Routing Clustering Hierarchy),其中借鉴了SPEED、DD等协议的优秀思想,概括为以下三点:改进了阀值T(n)的计算方法和簇的形成过程;引入簇间采取多跳通信方式,簇首节点只需将数据发送给邻近的节点而不是相距很远的Sink节点,有效的避免了热点问题,提升整个网络的负载均衡性。     

基于蚁群算法的DSR协议研究与仿真

为了延长无线网络的生存时间,避免簇内过早的出现盲节点,提出了一种利用蚁群算法优化的DSR协议。在划分簇和选择簇头的研究过程中,动态追踪无线网络中节点的变化情况,分权衡量节点的移动速度和剩余能量,选择合适的簇首和稳定的信息传播半径,并根据信息传播半径的大小对传感器节点的地理位置进行虚拟网格划分,最终实现信息的稳定传输和能量的有效利用。仿真结果表明,与LEACH和CDSR协议相比,该算法不仅有效地提高了信息传输效率、均衡了网络节点的能量消耗、延长了网络寿命,并且有效增强了无线自组织网络的鲁棒性。     

基于无线传感网的管道腐蚀远程监测系统设计

针对无线射频传输距离有限的缺点,提出一种利用GPRS网络和分簇结构的WSN实现远距离数据传输的管道腐蚀远程监测系统设计方案.设计了多功能的低功耗WSN节点,并提出适用于管道腐蚀实时监测的链式路由、簇内基于TDMA的MAC协议和以RTC为基准的时间同步机制.测试结果表明节点采集数据误差在4mV以内,簇头和传感节点最大工作电流分别为300mA和170mA,休眠时电流都小于65uA,满足实际监测需求,在远程监测应用中取得了良好的效果.