Balancing the power consumption speed in flat and hierarchical WSN

A combination of a cluster tree routing protocol and an Ad hoc on demand vector (AODV) routing protocol is used in the latest ZigBee standard wireless sensor networks (WSNs) technology. However, the AODV routing protocol has no means by which to take into consideration the power consumption of the nodes during the routing process. Therefore, a new approach is proposed in this paper to balance the power consumption speed and to distribute the responsibilities of routing among fiat wireless sensor nodes and the three levels of hierarchical wireless sensor nodes. These three levels are based on the three types of devices, which are used in the ZigBee standard: the coordinator, the touters, and the end devices. In this paper, we have compared the original AODV routing protocol with our extension approach for the distribution of power consumption. Based on the simulation results, our new approach has achieved better performance in terms of increasing the lifetime of the fiat wireless sensor network, the personal area network (PAN)coordinator, the touters, and the whole network of the hierarchical wireless sensor network. Additionally, it has better performance in terms of distributing the power consumption among the key nodes of the wireless sensor network.     

基于能量和距离的分区域选择簇首WSNs路由算法

LEACH路由算法是能量有效、基于层次结构的经典路由算法,但它存在簇首选择不合理和能耗不均衡等缺点.针对这些缺点,提出了一种分区域分簇的路由改进算法A-LEACH.根据节点到基站的距离对节点进行区域划分,然后在特定区域用新的阈值来选择簇首,最后采用多跳的方式进行信息传输.分析和仿真结果表明:与经典路由算法LEACH相比,改进算法能够更有效延长网络的生命周期,均衡网络的能量分布和节省网路的能量.     

基于能耗优化的AODV路由协议

在无线传感器网络中,为了优化和平衡各节点的能量消耗从而达到延长了网络寿命的目的,提出了一种基于能耗优化的AODV(E-AODV)路由协议。E-AODV优先选择剩余能量较高的节点参与路由同时选择能耗相对较小的路径作为路由,引进了被动更新路由和动态调整发射功率两种机制。NS-2仿真结果表明:与传统AODV相比,E-AODV降低了网络的整体能耗,有效均衡使用各节点的能量,延长了网络寿命。     

一种无线传感器网络路由协议的研究与改进

无线传感器网络由许多具有低功率无线收发装置的传感器节点组成,能够有效地感知、采集和处理网络覆盖区域中的相关信息,并发送给远处的基站进一步处理。由于传感器节点能量有限,路由协议必须尽可能地减少能量消耗,延长网络生命周期。对经典的LEACH路由协议进行研究,并针对簇头节点和基站的通信方式提出改进,用M atlab平台下对LEACH算法和改进后的算法进行仿真分析,结果显示:改进后的算法在延长网络生命周期和减少能量消耗上比LEACH算法有了很大改善。     

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。     

一种低功耗自适应集簇分层协议的优化算法

针对低功耗自适应集簇分层(LEACH,low energy adaptive clustering hierarchy)协议在簇头(CH,cluster head)选择和能量消耗方面的缺陷,提出了改进的LEACH协议,记为LEACH-Ⅰ(LEACH-improved)协议.LEACH-Ⅰ协议利用节点离基站的位置和剩余能量选择簇头,使得CH均匀分布.同时,减轻CH负担,从簇内选择剩余能量最大的节点作为数据融合节点,分担原本由CH完成的数据融合任务,平衡了节点间的能量消耗问题.实验结果表明,提出的LEACH-Ⅰ协议有效地延长网络生存时间,比LEACH、DDEEC的网络生存时间分别提高了60％、43％.     

高能量有效的基于分簇的无线传感器网络路由协议*

在无线传感器网络能量消耗模型的基础上,分析了经典的分簇路由算法LEACH的不足,提出了一种高能量有效的分簇路由算法（HEHC）,算法重新考虑了通信过程中的能量损耗,并依据能量因子参数优选簇首,同时使用了分簇规模约束机制。仿真结果表明,该算法能有效地减少能量损耗,延长网络的生存周期。     

基于能量和距离加权的WSNs簇头选择算法

针对LEACH分簇路由协议存在的簇头数目和分布位置不合理等问题导致能耗不均衡、网络周期不理想,提出了一种基于能量和距离加权的簇头选择优化算法。通过加入节点到基站的距离和节点剩余能量作为簇头选取的参考因素,依据改进后的阈值公式使得选取的簇头数达到预设最优值,并通过簇头的二次选择,最终确定最佳的簇头。仿真结果表明:相比于LEACH协议,该算法可以有效地延长网络生命周期,使网络能耗更加均衡。     

一种基于能量预测的双簇首路由控制算法

在深入研究经典网络路由算法LEACH的基础上,提出了一种基于能量预测的双簇首(DCHBEF)路由控制算法。该算法利用改进的阈值产生式与节点剩余能量相关性并设计主、次簇首的选举和工作机制,解决了LEACH和SAHRC协议中的盲目分簇和簇内单簇首通信方式缺陷。仿真结果表明:DCHBEF算法比原有的LEACH和SAHRC算法有较好的节能性,并提高全网通信效率。     

无线传感器网络GEAR协议的一种改进方案

无线传感器网络(W SNs)被认为是未来改变世界的十大技术之首,但有限的计算、存储和通信能力,尤其是严重受限的能量使其应用前景面临巨大挑战,W SNs在应用之前需要解决许多关键问题,能量问题即是其中之一。能量对于W SNs的生命周期具有决定意义,设计W SNs路由协议需要重点考虑能耗问题,针对W SNs的GEAR路由协议,提出一种能耗上的改进方案并进行仿真,仿真结果显示:该方案能明显降低能耗。     

面向能量和链路优化的水声移动传感器网络路由协议设计

针对水声移动传感器网络中存在水声通信环境恶劣、通信环境复杂多变以及节点能量受限造成的水声移 动传感器网络能量不均和路由链路断裂问题, 提出一种基于能量与链路度量路由的改进按需平面距离向量路由 (AODV)协议. 引入了以能量阈值为基准描述网络节点能量状态的能量指标以及以邻居节点间距离为基准描述链路 状态的链路指标, 并以综合考虑网络路由链路中节点的能量指标、路由链路指标以及路由链路跳数的路由度量作 为协议选择路径的优先条件, 并以此进行路由修复. 仿真实验表明, 本文所设计的改进AODV协议可提升网络整体 数据量、均衡网络节点能量、延长网络的生存周期.     

无线传感器网络的簇头间距自适应HDA-LEACH算法

针对LEACH算法中当某些簇头间距过近时会导致传感信息冗余和簇头多余能耗的问题进行了改进,提出了HDA-LEACH算法,增加了对节点剩余能量以及簇传输阶段的考虑,并且从两方面提出了簇头间距自适应的拓扑控制改进方案：一是重新分配簇头以消除簇头间距过近情况,二是取消两太近簇头中能量较低簇头的簇头资格。用MATLAB对LEACH算法和HDA-LEACH算法进行仿真,证实HDA-LEACH算法在网络生存时间和负载平衡程度上比LEACH算法有了明显提高。     

无线传感器网络车流量统计的路由协议

提出了一种应用于交通管理中心统计道路车流量的路由协议,以便更好地进行交通管理。根据无线传感器网络能量有限的特点和具体应用的需求,在路由表中添加了车辆在检测区域内的有效时间,动态控制了中间节点是否转发信息,避免了基站接收无用信息,减少了节点的能量消耗。提出了一种节点唤醒策略,有效地提高了车流量统计应用中对目标追踪的质量。仿真实验表明:与AODV协议和TSR协议相比,延长了网络生存周期。     

基于模拟退火的无线传感器网络最大生命期路由*

将节点功率控制与数据聚合有机结合,为进一步降低网络能耗提供了可能,但是也给路由算法的设计带来了新的挑战。为此,针对WSNs中结合数据聚合的节能数据传递方式进行了研究,提出了一种新的最大化网络生命期的路由算法。该算法采用模拟退火算法最优化数据聚合点的选择,均衡节点能耗,最大化网络生命期。仿真结果表明该算法性能明显优于现有算法,达到了提高网络生命期的目的。     

一种基于调度的分簇无线传感器网络簇首选择策略

针对无线传感器网络中簇首更换出现的各节点均参与竞争而引起能耗较大的现象,提出了一种基于调度的无线传感器网络簇首选择策略.该策略将各节点分为簇首节点、成员节点和调度节点三种类型,在簇运行阶段,调度节点对各簇中簇首节点和成员节点的能量进行实时监测;在簇首更换阶段,由调度节点根据监测的结果指定相应的簇首节点,从而减少了簇首更换阶段各节点均参与簇首竞争而引起的能量消耗.最后进行了仿真实验与对比,实验结果表明改进的簇首选择策略能够有效地改进网络性能,延长网络生命周期.     

一种新的跨层功率控制无线传感器网络路由协议

无线传感器网络中通信终端的能量非常有限,但在许多应用场景下,节点的能量消耗较大,因此采用有效的功率控制策略非常重要。利用信道增益的对称性,在AODV协议的基础上提出了一种不依赖于地理位置信息的跨层功率控制路由协议PBAODV(Power aware Based AODV),分析与实验表明该协议在不影响其他网络性能指标的前提下,有效的降低了系统整体能耗。     

基于能耗的无线传感器网络最优簇首数研究

在无线传感器网络中,如何减少系统能耗、延长网络生存时间是最具挑战性的问题之一。LEACH路由协议通过网络分簇和簇首循环,使网络能量负载平衡,从而达到降低能耗的目的。该协议的关键是簇首数的选择,其最优值可使网络能耗降到最低。在深入研究LEACH协议及其能量模型的基础上,提出了一种最优簇首数的估算算法,并通过蒙特卡洛仿真验证了该算法的正确性。所得结论对无线传感器网络结构和路由协议的设计具有指导作用。     

改进的无线传感器网络LAC分簇路由协议

无线传感器网络的路由协议是无线传感器网络研究的关键技术,在延长网络寿命,减少节点能耗方面有着重要的作用。提出一种基于LAC的改进分簇路由协议。该协议中,对LAC的簇头选择机制进行了改进,考虑了节点的能量和连通性。同时,对于LAC中的处于同一区域的节点,根据节点的分布形成不同大小的簇,使得簇头的负载更均匀,从而延长网络的生存时间。仿真结果显示：本协议能更好地延长网络的寿命。     

WSN中簇首角色自适应能量树链算法

以往的路由协议中,分簇,成树,成链算法的拓扑结构单一,簇首分布不合理,单链存在长链和交叉的问题,且簇首无法自适应地转换角色融入节点环境。由此,提出簇首角色自适应能量树链算法（ECRC）,将簇首从固定角色中解脱,能自适应地进行拓扑的二次构建。节点自适应形成能量树结构,而能量树根节点成单链将簇、树、链优势结合。仿真结果对比表明,该算法能有效地均衡节点间能耗、延长网络生命周期。     

基于剩余能量和距离信息的异构网络分簇协议

针对无线传感网络WSN(Wireless Sensor Network)的网络寿命问题,提出了面向异构网络环境下的基于剩余能量和距离分簇REDC(Residual Energy and Distance Clustering)协议。REDC协议考虑了普通节点、中级节点以及高级节点,具有较高的初始能量节点称为中级节点和高级节点,余下的称为普通节点。在簇头CH(Cluster head)选举中,考虑节点的剩余能量和离基站距离信息,使得具有较高的剩余能量节点、离基站距离较近的节点有更多的机会被选为簇头CH,进而避免了剩余能量较小的节点成头簇头CH而产生节点过早失效缩短网络寿命的问题,平衡了网络内的能量消耗。仿真结果表明,与LEACH、DDEEC和SEP协议相比,提出的REDC协议具有较长的网络寿命和良好的数据传输能力。