融合信任机制和蜜蜂交配优化算法的无线传感器网络能耗均衡分簇方法

针对无线传感器网络(WSN)中的能耗和安全问题,提出一种融合蜜蜂交配优化(HBMO)算法和轻量级信任机制的WSN分簇方法(LWT-HBM)。首先,将WSN分成若干个小区,通过HBMO算法选择各自最优的簇头;然后,构建分簇结构,根据簇头和基站的距离设置簇的大小。在簇头能量消耗殆尽前,会利用HBMO选择替代簇头,以此均衡网络能源。在选择簇头的同时,融入轻量级信任机制,根据直接信任和间接信任值来评估节点的可信任度,避免恶意节点被选择为簇头。同时给出了一种精确能耗模型用来计算系统的整体能耗。通过实验将此方法与LEACH和TBCMA方法进行比较,结果表明LWT-HBM方法具有更低的能耗,有效的延长了网络寿命。     

基于能耗均衡的改进分簇路由算法研究

针对簇头选举随机性带来的能耗不均和通信代价问题,提出了能耗均衡的动态分区路由算法(EBDPR),在无线传感器网络的分簇阶段引入了虚拟单元格动态划分方法,并对节点设置节点ID信息用以判别各自所归属区域,使无线传感器网络(WSN)内簇的分布更为均匀,此外,根据簇内通信代价分析结果,针对因簇头选举的随机性而带来的簇内通信代价影响,引入节点能量、位置调节因子,避免节点过早失效,并降低簇内通信代价.通过与其他无线传感器网络算法仿真结果对比,验证了EBDPR算法在延长网络生存周期,均衡了网络内节点能耗方面的有效性.     

一种能耗均衡的WSN路由协议

能耗均衡的路由协议对于无线传感器网络至关重要,它能够延长整个网络的生存时间。文中分析了低功耗自适应聚类及其改进协议的优缺点,在其基础上提出了一种基于能量消耗密度的协议。该算法分簇阶段,综合考虑了节点所在区域的密度及簇内节点能耗,平衡各簇中的能耗负载,降低网络中能量消耗不均。仿真结果表明,该算法在能耗均衡性和延长网络生命周期方面比原有算法有了比较大的提高。     

基于能耗预测的WSN单跳路由分簇算法

基于LEACH协议的结构和能量消耗模型,定义了由能耗预测指数和剩余能量比例系数动态确定的节点竞争簇首门限,提出了一种基于能耗预测的分布式单跳路由分簇算法(FED).该算法的最大时间复杂度为O(1).文中还对时间优先、能量优先和比例优先竞争策略的FED算法进行了仿真.结果表明:与LEACH和EECS算法相比,基于能量优先和比例优先的分簇算法较大地延长了网络寿命,提高了网络能量的利用性能.     

基于能量均衡的WSN多跳非均匀分簇路由算法

在无线传感器网络路由协议中采用多跳通信的方式能够减少通讯距离、增强网络通讯的稳定性并提高网络能量利用效率,但是,由于靠近汇聚节点的簇头需要转发大量数据,容易导致能量快速衰竭而失效,造成"能量空洞"现象.提出了一种新型的基于能量均衡的多跳非均匀分簇路由算法(MUCRA),采用逐层成簇的策略,簇头以一定的半径广播分层信号,...     

能耗均衡的非均匀分簇多跳路由协议

针对无线传感器网络能耗不均衡的问题, 提出一种非均匀分簇多跳路由协议ECBUC(Energy Consumption Balanced Unequal Clustering)。在簇首预选阶段引入能量因子, 使高能量节点参选的可能性增大; 分簇阶段通过竞争算法将网络划分为面积不均等的簇, 从而改善无线传感器网络的“热区冶问题; 在簇间路通过形成阶段给
出综合考虑中间节点的相对位置和剩余能量的评价指标, 协调了簇间通信的代价和网络的能量分布。经过仿真实验, ECBUC 协议可有效地均衡网络能耗, 与EEUC(Energy Efficient Uneven Clustering)协议相比, 使网络的生命周期平均延长了22. 29%, 提升了网络性能。     

能量均衡分簇算法在传感器网络中的应用

无线传感器网络存在能量约束问题,网络簇头能量消耗不均衡和簇头的瓶颈等问题都是因为LEACH算法中簇首分布不均会造成的。为了解决这些问题,提出了一种新的算法,也就是基于能量高效网络分簇路由算法。为了让簇头均匀地分布在网络中,通过节点的能量、邻节点数确定出簇头的优先度。通过能量参数设置簇组建,大大降低了簇的重建频率。     

无线传感器网络分区能耗均衡的非均匀分簇算法

针对在无线传感器网络中分簇算法采用多跳通信方式时,靠近汇聚节点的簇头节点由于转发大量数据而导致自身能量消耗过快且节点易失效,从而造成网络分割,形成"热区"的问题,提出了一种新颖的基于分区能耗均衡的多跳非均匀分簇算法(CEB-UC).其核心思想是:将传感器网络合理分区,使得在靠近汇聚节点分区内的簇数量较多,各簇内传感器节点数较少;在远离汇聚节点分区内的簇数量较少,各簇内的传感器节点数较多,从而保证承担数据中继转发任务的簇头节点能减少自身的簇内通信开销,节约的能量可供簇间数据转发使用;任意分区的簇头节点在选择下一跳中继节点时可综合考虑候选节点的位置及剩余能量.实验以HEED、LEACH、PEGASIS、EAR-ACM等协议为参照,结果表明,当节点使用不同的数据融合策略时,CEB-UC算法能有效平衡网络节点能耗,延长网络部署半径,降低17%～41%的簇头节点能耗,提高24%～53%的网络寿命.     

基于环扇交错的无线传感器网络分簇算法

针对无线传感器网络能量消耗不均衡并且节点电池能量有限的问题,提出了基于环扇交错的分簇路由算法,算法在簇头的确定上考虑了节点的剩余能量及与其它节点的距离,优化了簇头的选举,同一扇区的簇头采用与相邻内环的簇头之间通信的方式传输数据;并采用非均匀分簇的思想,使得靠近基站的簇的规模小于远离基站的簇的规模,均衡了无线传感器网络的能耗,通过仿真,该方法能够延长网络生存期。     

非均匀分簇的无线传感器网络数据传送机制

针对无线传感器网络多跳数据传送过程中遇到的问题,提出一种非均匀分簇的数据传送机制(DTUC).其核心思想是:从概率的角度出发分层和分簇,使得靠近汇聚节点(Sink)分层内的簇数量较多,簇内节点数较少,而在远离Sink节点分层内的簇数量较少,簇内节点数较多,从而保证内层簇头节点减少其簇内开销,以节省更多的能量用于数据的簇间传送.同时,基于能耗均衡的思想对各层节点进行部署.使得各层能耗大体相当.仿真实验表明,DTUC算法能有效地平衡网络节点能耗,延长网络生命期,比EECS和LEACH的网络生命期分别提高了33%和54%.     

考虑节点能量消耗的无线传感网络平衡路由算法设计

传统方法设计无线传感网络路由中,往往忽略了节点的能量消耗以及不同节点能耗的差异性,导致出现节点分布不均匀、路由平衡度较差、整体开销成本较大、能耗高等问题。为此,提出了考虑节点能量消耗的无线传感网络平衡路由算法。构建节点能耗模型,建立无线传感网络梯度和传感器节点之间的信息素,结合蚁群算法求解整体能耗模型,实现无线传感网络平衡路由的算法设计。实验结果表明,所提方法可提高无线传感网络中节点的均匀分布能力,降低整体能耗开销,减少能量消耗,有效实现无线传感网络平衡路由的算法设计。     

无线传感器网络DV-Hop定位算法研究

针对无线传感器网络无需测距定位算法中典型的DV-Hop算法在不同参数设置时存在定位误差及定位时间差异较大的问题，分别分析并仿真了对定位误差和定位时间有较大影响的节点个数、网络平均连通度及监测区域等几个重要参数，考虑到无线传感器网络能量及成本的限制，通过仿真结果分析得出，网络平均连通度和节点个数分别对DV-Hop算法的定位精度及定位时间起主导作用。理论分析与仿真结果表明，在不同监测区域内，在确保DV-Hop算法低能量消耗的基础上，参数优化后的算法有效地降低了节点的定位误差。     

基于距离划分与剩余能量的无线传感器网络分簇算法

提出一种基于距离划分和剩余能量的无线传感器网络分簇算法,以使簇头节点分布更加合理.以网内各个节点与sink节点的距离为标准,首先将网络分为三个区域,每个区域中选择剩余能量最大的节点为簇头节点,其次在已有簇头的一跳范围外,依次取两个剩余能量最大的节点为簇头节点.经仿真验证,该改进算法在存活节点数目方面存在明显的优势.     

基于双簇头聚类分簇和数据融合的无线传感器网络路由算法

针对无线传感器网络中基于低能量自适应聚类层次(LEACH)算法进行分簇时出现的簇分布不均匀及路由能量消耗过快问题,提出一种基于双簇头聚类和数据融合的分簇算法.该算法在分好的簇中选择两个级别的簇头,两个簇头履行不同职责,能更好地均摊能量消耗,提高了分簇均匀性.仿真实验结果表明,该算法降低了网络能耗,提升了网络生命周期.     

无线传感器网络中基于HEED的多层分簇路由算法

基于HEED算法中簇首与基站通信能量消耗过大的问题,提出了一种新的成簇路由算法.在参考HEED路由算法的基础上,整合多层分簇的思想,通过在网络拓扑的底层构建多个簇头节点的簇集合、在拓扑的顶层构建多跳转发机制,提出基于HEED的多层分簇路由算法.实验表明,该算法在簇头节点分布和网络生存时间方面较已有的算法有较大的提高.     

一个增广开环关联平衡法

在线性化增广拉格朗日函数法的基础上,利用双环迭代的思想,提出稳态递阶优化开环算法--增广开环关联平衡法。它具有适应范围宽、参数易选的特点。对于某些非凸问题亦能求解,兼有IBM和LALM的优点,并以实例比较加以说明。     

基于改进的AP和遗传算法的能量感知分簇路由协议

针对无线传感器网络中存在的节点能量受限问题, 提出一种结合近邻传播算法(AP)和遗传算法的分簇路由协议(EAPGA). 该协议首先根据剩余能量、 节点间距离、 节点到基站的距离和节点中心度确定最优簇头; 然后在信道选择上, 通过簇头之间能耗偏差构建适应度函数, 并且利用遗传算法对每个信道进行寻优. 实验结果表明, 该协议保证了能量平衡和负载平衡, 使网络寿命达到最大化.     

基于非均匀分簇和最小能耗的无线传感网络路由算法

摘要：
簇头以多跳方式传输数据到网关时,靠近网关的簇头由于负担较多的转发任务而过早死亡,从而造成了“能量空洞”现象.文中提出了一种基于非均匀分簇的能量有效的无线传感网络路由算法（UCRA）.它包括非均匀分簇算法和最小能耗路由算法2部分.首先提出一种加权的非均匀分簇算法（WUCA）,在分簇时考虑了节点的选票和传输距离.在簇间通信时提出了最小能耗多跳路由算法.它利用位置信息计算最优转发簇头位置,从而指导下一跳簇头的选择.仿真结果表明,UCRA算法能很好地平衡网络能耗,延长网络生命周期.
关键词：
无线传感器网络; 非均匀分簇; 路由算法; 能量效率
中图分类号： TP 212.1
文献标志码： A     

遗传算法在列车节能优化中的应用

为降低铁路运营成本，文章针对列车运行能源消耗问题进行了研究。建立列车节能控制模型，将列车节能控制这一典型的最优控制问题转化为最优化问题。同时提出坡道三分法的机车手柄位变化原则。并应用遗传算法求解该非线性规划问题。最后应用Matlab软件仿真验证了所提方法的有效性。     

基于聚类分析的辽宁省能源消费情况研究

近年来大气污染严重,能源短缺,水资源匮乏,冰川融化,地球已不能承受自然环境的持续恶化,在这种背景下,能源消费和环境改善成为了各地区发展的焦点。论文以辽宁省为研究对象,吉林省、黑龙江省、山东省、广东省、福建省为辅助研究对象, 通过运用聚类和比较分析方法对可比较的多个对象进行能源消费类型、三大产业能源消费、各行业能源消费情况分析,得出辽宁省能源消费的特点和存在的问题,以及与辽宁省相似的省份,提出促进辽宁能源消费情况的可持续、稳定性发展的对策：提高煤炭储备量和管理效率,第一产业大力发展低碳农业,第二产业增强能源的利用率,第三产业加大节能减排力度。