无线传感器网络聚类改进层次路由协议

无线传感器网络（WSN）是一种全新的信息获取和处理技术,通常被部署在恶劣的环境中。因此能源供应一直是WSN研究的一个重要问题。层次路由协议能够有效地延长网络生存时间,已经成为无线传感器网络研究中的热点。提出了一个新的层次路由协议MHLAH,结合了LEACH和HeeD的优点,它能够合理地分布簇头节点,采用多跳的路由传输协议,延长网络的生存时间。仿真实验结果表明,与传统的LEACH和HeeD协议相比,MHLAH协议有效地平衡了网络中传感器节点的能量消耗,延长了无线传感器网络的生存周期。     

一种能量有效的WSN路由协议

无线传感器网络中节能是首要考虑的问题。有效地延长无线传感器网络的生存时间,达到传感器节点的负载均衡是无线传感器路由网络路由协议的设计目标。由于LEACH协议存在在簇头节点的选举中未考虑节点的能量因素、簇头节点在空间上分布不均及所有簇头节点直接与Sink进行远距离数据传输过程中能量消耗过多等不足,本文提出了一种改进型的节能路由协议LEACH-ZED。LEACH-ZED采用区域划分的方式,综合考虑节点能量与到Sink节点的距离,进行簇间的多跳传输,大大改善了LEACH协议的一些缺陷。仿真表明,改进后的协议有效延长了网络的生存时间,降低了整个网络的能耗,从总体性能上看优于LEACH协议。     

一种WSN分簇路由协议研究和实现

近年来,我国兴建了众多基础设施,基础设施的健康监测直接关系着人们的生命和财产安全,也关系着基础设施的正常运行,因此研究面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议至关重要.目前已经有多个成熟平面路由协议和分层路由协议,但它们都存在传感器节点能量有限、结构简单等缺陷.为了延长网络寿命、提高信息传榆的可靠性,就需要对现有的路由协议做一些改进,以适应大规模的无线传感器网络.首先分析了设计无线传感器网络路由协议时面临的挑战,分类总结了典型的无线传感器网络路由协议及其优缺点;然后在详细分析LEACH协议的基础上,对LEACH协议在簇头节点选择和簇间路由方面进行改进,提出了面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议.将分簇优化算法和簇间多跳路由算法相结合,组成面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议.实验仿真表明,该路由协议有效地均衡了网络的能耗,推迟了多数节点的死亡,延长了网络的有效寿命.     

火箭撒布传感器节点落点分布规律的仿真分析

用蒙特卡罗法结合子母弹外弹道模型对火箭撒布的无线传感器网络的过程进行计算机仿真,得到了传感器节点位置的分布,并对节点位置的分布规律以及节点间距离进行了统计分析.分析结果表明节点位置的分布规律符合二维正态分布特征,而节点间距离的分布符合Rician分布特征,可用于分析火箭布撤的无线传感器网络的节点位置及节点间距离的分布规律,从而为设计合理的无线传感器网络路由协议提供依据.     

改进PEGASIS的分层链树路由协议

无线传感器网络节点能量严重受限,减少能量消耗是路由算法首先要考虑的因素。在PEGASIS协议的基础上,提出了分层链树的路由算法。根据传感器节点与SINK的距离,把整个网络划分为以SINK为圆心的环状层次区域,然后构造从外层节点经由内层节点到SINK的链状路由树,数据沿着链树并通过数据融合后传递到SINK。模拟实验表明,算法在生存时间、能耗均衡等方面的性能较PEGASIS有明显的提高。     

无线传感器网络安全路由协议的研究

目前无线传感器网络路由协议的研究多以网络生存时间为目标,缺乏对路由安全的考虑。分析了无线传感器网络路由协议容易受到的攻击形式,研究了典型的分簇路由协议LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)协议存在的安全隐患,并提出改进的安全LEACH(LEACH-S1)协议。改进后的算法通过三重安全机制、节点定位技术、动态随机多路径簇头链的建立不仅有效地避免了恶意节点的攻击,保障了路由安全,而且延长了网络生存时间。     

基于退避机制的有向无线传感器网络路由协议

针对有向带状无线传感器网络中,节点能量受限导致网络存活时间难以保证的问题,提出一种基于时间退避机制与能量效率的地理路由协议(GRBE).以单位能耗传递数据包的有效距离,作为选择下一跳节点的标准,在建立带状网络模型基础上,通过基于时间退避机制选取下游节点,减少了上游节点与下游节点间不必要的通讯和数据传输能量消耗.经模拟对比仿真,新路由协议GRBE网络寿命分别是GEAR的1.96倍、OFEB的1.31倍.     

WSN中一种基于可控能耗的源位置隐私保护协议

现有无线传感器网络的源节点位置隐私保护协议采用随机游走的方法,导致能耗难以控制。针对这一问题,本文提出一种基于可控能耗的源位置隐私保护协议（CEP）。该协议以节点间物理距离为路由能耗的衡量标准,利用可控的路由能耗建立源节点到基站节点间3段路由转发源数据包。协议通过幻影路由、环带路由、信贷路由3个阶段增加路由路径的多样性,从而增加源节点位置隐私保护强度。理论分析和仿真实验表明,本文提出的基于可控能耗的源位置保护策略相比已有相关协议在提高源节点安全周期的同时,可较好地控制路由能耗,提高隐私保护协议的性能。     

一种基于层次的无线传感器网络非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络中由于多跳通信方式导致的"热区"问题,本文提出一种基于层次的非均匀分簇路由协议。本协议先根据节点到达汇聚节点的距离对网络划分层次,然后在每个层次中通过基于权值的竞选方式产生簇头,在权值的选择上综合考虑了节点剩余能量和位置,最后构建多跳传输路由负责簇内和簇间的数据转发。仿真实验表明,本协议能有效地均衡网络负载和延长网络生命周期。     

无线传感器网络中一种改进的leach协议

无线传感器网络路由协议设计的主要目标就是尽可能高效的利用传感器节点能量来延长无线传感器网络的生存时间。本文分析了经典的分层路由协议—leach协议,对选择簇头的门限值进行了重新定义,考虑了传感器节点剩余能量和此节点最近未当选为簇头的轮数,并对每个簇内成员的数量进行了限制,为进一步节省能量消耗在簇头到基站之间还使用了多跳通信。MATLAB仿真结果表明,改进的路由协议比leach协议更有效的利用无线传感器网络传感器节点的能量,延长了网络的生存时间。     

一种适用于煤矿井下无线传感网的能量均衡路由协议

矿井无线传感网的拓扑呈长距离带状,节点间能耗不均问题十分严重。非均匀分簇策略能从全局均衡节点能量负载,在矿井中具有良好的适用性。针对矿井传感网的带状特性提出了一个簇规模自适应调节的能量均衡分簇路由协议。协议根据节点离汇聚点的距离、剩余能量及分布密度来构造规模不等的簇。簇首的竞选以节点相对于周围候选者的能量水平为依据,避免了低能量节点被当选为簇首。簇间多跳路由算法依簇首近似线型的分布特点设计,不但考虑链路能耗最优,亦注重转发节点间的能量均衡。模拟实验结果表明,该路由协议显著平衡了网中节点能耗,延长了网络生存时间。     

矿井无线传感器网络路由机制研究

针对矿井巷道结构狭长而造成无线传感器网络节点能耗不均的问题,提出了一种新的矿井无线传感器路由机制,即矿井非均匀分簇LBUC-M协议:构造一个新的阈值公式以一定周期选举候选簇首,以非均匀半径确定最终簇首,使得远离汇聚节点的簇数量少、簇内节点多,靠近汇聚节点的簇数量多、簇内节点少,从而减轻靠近汇聚节点的簇首节点转发数据的负担,达到负载均衡的目的。仿真结果表明,LBUC-M协议有效减小了节点能耗,延长了网络生命周期。     

能量均衡的无线传感器网络节点非均匀分布路由协议

针对现有无线传感器网络(WSN)分簇路由协议因节点分布不均匀而造成能量不均衡、“热区”能量空洞问题,提出一种能量均衡的节点非均匀分布路由协议。该协议以节点“度”、 节点到Sink节点的距离及节点平均剩余能量与节点本身剩余能量的比值作为竞选主(副)簇头的参数,并且各簇之间通过路由树与Sink节点通信。仿真结果表明,本协议可降减少于“热区”内或节点密度高的簇的簇头轮换次数,推迟出现第一个死亡节点的时间,使网络负载更加均衡,延长了网络的生命周期。     

基于信号功率随机衰落模型的无线传感器网络干扰感知路由

为了降低无线传感器网络信号功率的衰减以及节点干扰对数据传输效率所造成的影响,提出了一种基于信号功率随机衰落模型的无线传感器网络干扰感知路由。首先,根据概率论提出了干扰节点不同分布情况下成功传输数据的两种概率干扰模型,并将节点的干扰、路由收敛及节点剩余能量问题作为路由度量建立了干扰感知路由;然后,通过将干扰、路由收敛,以及节点剩余能量作为评估权值,来共同决定最佳的下一跳节点。通过NS2的仿真数据表明,与基于差异化服务的干扰感知路由算法和基于编码的干扰感知路由协议相比,所提出的算法在数据投递平均成功率、能量消耗及平均延迟时间上均有一定优势。     

煤矿采空区无线传感器网络路由协议研究

针对现有的基于能量均衡的无线传感器网络路由协议不适应煤矿采空区应用的问题,提出了一种非均匀分簇能量均衡路由协议,即UCEB-CMF协议。该协议原理如下:优化候选簇首的选择机制,有效保证剩余能量大的传感器节点优先成为候选簇首;改进非均匀竞争半径的计算公式和候选簇首的竞争方法,在考虑剩余能量的基础上,增加了对簇首节点到Sink节点距离的考量,从而实现能耗均衡;针对煤矿采空区传感器节点易消亡的特点,提出了一种多路径路由算法,从而实现数据传输的持续性。仿真结果表明,该协议能有效均衡传感器节点能耗,延长无线传感器网络的生存期,适用于煤矿采空区。     

一种能耗均衡的WSN分簇路由协议

节能是WSN的研究热点之一,而路由协议对能耗有直接影响。在对已存在的分簇多跳路由协议进行分析的基础上,提出了一种考虑多种因素来均衡节点能耗的分簇多跳路由协议——EBCRP。EBCRP协议中,选择中继簇头时综合考虑了邻近簇头相对自身的距离和方向;加入经验因子使簇头概率随节点与Sink的距离成负指数变化;中继簇头进行一定时间的等待以便数据融合,等待时间与它到Sink的距离成反比;另外,还通过仿真确立了较优的轮转周期。仿真实验结果表明,EBCRP协议能够使网络第一个节点死亡时间明显延后,能耗更均衡,生命期更长。     

Energy-efficient multipath routing in wireless sensor network considering wireless interference

Due to the energy and resource constraints of a wireless sensor node in a wireless sensor network (WSN), design of energy-efficient multipath routing protocols is a crucial concern for WSN applications. To provide high-quality monitoring information, many WSN applications require high-rate data transmission. Multipath routing protocols are often used to increase the network transmission rate and throughput. Although large-scale WSN can be supported by high bandwidth backbone network, the WSN remains the bottleneck due to resource constraints of wireless sensors and the effects of wireless interference. In this paper, we propose a multipath energy-efficient routing protocol for WSN that considers wireless interference. In the proposed routing protocol, nodes in the interference zone of the discovered path are marked and not allowed to take part in the subsequent routing process. In this way, the quality of wireless communication is improved because the effects of wireless interference can be reduced as much as possible. The network load is distributed on multiple paths instead of concentrating on only one path, and node energy cost is more balanced for the entire wireless network. The routing protocol is simulated in NS2 software. Simulation result shows that the proposed routing protocol achieves lower energy cost and longer network lifetime than that in the literature.     

A simple, least-time, and energy-efficient routing protocol with one-level data aggregation for wireless sensor networks

The area of wireless sensor networks (WSN) is currently attractive in the research community area due to its applications in diverse fields such as defense security, civilian applications and medical research. Routing is a serious issue in WSN due to the use of computationally-constrained and resource-constrained micro-sensors. These constraints prohibit the deployment of traditional routing protocols designed for other ad hoc wireless networks. Any routing protocol designed for use in WSN should be reliable, energy-efficient and should increase the lifetime of the network. We propose a simple, least-time, energy-efficient routing protocol with one-level data aggregation that ensures increased life time for the network. The proposed protocol was compared with popular ad hoc and sensor network routing protocols, viz., AODV ( [35] and [12]), DSR (Johnson et al., 2001), DSDV (Perkins and Bhagwat, 1994), DD (Intanagonwiwat et al., 2000) and MCF (Ye et al., 2001). It was observed that the proposed protocol outperformed them in throughput, latency, average energy consumption and average network lifetime. The proposed protocol uses absolute time and node energy as the criteria for routing, this ensures reliability and congestion avoidance.     

基于IPv6的无线传感器网络接入设计*

无线传感器网络(WSN)与现有网络基础结合是WSN研究中必须解决的技术问题之一。在IPv6协议下,提出了一种大规模无线传感器网络接入国际互联网方式。本接入方式以数据应用为中心,按地理位置为无线传感器网络映射IPv6地址,由此设计了一种基于地理位置信息的顺时针逐格CGRP路由协议,并通过仿真实验分析协议的稳定性和路由分组传输成功率,最后阐述了以网关为路由接口的无线传感器网络与Internet通信机制。该接入方式既能根据IP对无线传感器网络寻址,又能降低无线传感器网络全IP化带来的高额开销,符合无线传感器应用