无线传感器网络中一种能量有效的簇内通信方案

为了提高簇内通信的能耗均衡性,提出了一种能量有效的分簇无线传感器网络簇内空分通信方案--近簇头节点采用单跳传输,远簇头节点多跳传输,给出了空分通信方案的工程实现.仿真结果验证了空分混合通信方案在能量有效性和能耗均衡分配方面的优势.     

基于簇的无线传感器网络能量分析

由于节点配备的能量有限,采用分簇技术可以极大地降低节点与Sink节点通信的能耗,簇群的拓扑结构决定整个簇群的能量消耗速度。基于传感器节点的数据传输能量模型,研究了单跳和多跳两种簇群拓扑结构的能量消耗的理论模型及能量消耗公式,并分析不同网络拓扑结构对网络能耗的影响。     

基于能量异构的WSN多链路算法

为了有效均衡网络能耗,提升网络生命周期,提出了一种基于能量异构的多链路算法EHMCA.该算法采用两级异构的网络结构,网络区域被划分为若干等宽子区域,根据各层间距确定最优簇域半径,簇域内根据高级节点的能量和全网平均能量来确定簇首的阈值,各层之间采用簇间多跳路由并行传输机制,因此,在整个网络区域,簇首通过层间多跳多链路并行传输方式和最优簇域内单跳传输的模式将数据传送给基站.算法仿真结果表明,EHMCA的网络性能明显优于其他3种算法,从而验证了EHMCA算法的有效性和实用性.     

邻居多跳分布式分簇路由协议

提出了基于一跳邻居节点集合的能耗均衡多跳分簇路由协议NS-MCRP.网络初始化阶段,基站计算若干个簇头节点以及所有节点的一跳邻居节点集合,并广播簇头信息和所有节点的一跳邻居集合.在网络运行过程中,所有节点根据簇头节点的位置信息来划分自己的一跳邻居节点集合,并从一跳邻居节点集合中选择剩余能量最大的节点作为下一跳节点.簇头节点推举本簇内部最大剩余能量的节点作为下一轮的簇头节点.实验结果显示,与Leach协议相比较,NS-MCRP协议具有更好的能耗均衡特性,网络生命时间得到延长.     

能量高效的无线传感器网络稳定分簇路由协议

针对无线传感器网络能量受限和能量消耗不均衡问题,提出了一种能量高效的稳定分簇(energy-efficient steady clustering,EESC)路由协议,其核心思想是:当前簇头根据其簇成员节点的剩余能量信息决定下一轮簇头,下一轮簇头上任后,非簇头节点根据能量距离函数决定加入哪个簇头,簇间通过簇头最小能量耗费判定依据来决定采用单跳还是多跳通信方式向基站发送数据.EESC路由协议每轮产生的簇头数量稳定,综合了分布式和集中式两类分簇协议的优点.实验结果表明,EESC路由协议不仅高效地利用了网络节点有限的能量,而且均衡了节点的能量消耗,显著地延长了网络的存活时间.     

基于能量采集的油气物联网非均匀分簇算法

为解决油气物联网中的“热区”问题,提出一种基于能量采集的非均匀分簇模型。该模型在设置节点竞争半径时充分考虑了节点剩余能量、节点与基站的距离、邻居节点密度以及节点与RF(Radio Frequency)信号源的距离,提升非均匀成簇效果,同时选举双簇头以均衡簇头能耗,在数据传输阶段采用多跳路由以均衡网络能耗,并引入无线能量采集技术延长网络寿命。仿真结果表明,与传统算法相比,该算法能更有效地均衡网络能耗,延长网络寿命。     

LEACH协议的簇首多跳与选择优化

针对WSN层次型路由协议中簇首单跳传输数据至汇聚节点、而部分簇首因传输距离过长导致能量过早耗尽从而影响整个网络寿命问题,提出了基于剩余能量对簇首优化选择和簇首至汇聚节点间多跳数据传输的改进算法.对首个节点死亡轮数和能量图像方面进行了分析和仿真,结果表明该改进算法可使全网负载更加均衡,并进一步延长了网络整体寿命.     

无线传感器网络能量模型

随机抛洒的无线传感器节点形成何种逻辑拓扑结构将直接影响高层通信协议和网络运行能耗,而合理使用有限能量资源是无线传感器网络研究的核心问题.基于传感器节点工作能耗分布特点和数据传输能耗模型,建立传感器节点能量模型和网络传输模式模型,对单跳传输和多跳传输两种方式下的网络总能耗和单节点能耗进行理论计算,并分析不同网络拓扑结构对网络能耗和网络运行的影响.通过理论计算推导出不同网络拓扑结构和传输模式下无线传感器网络总能量消耗公式和网络能耗分布规律,为设计能量有效的无线传感器网络拓扑结构提供指导,为实现无线传感器服务质量体系下的高层通信协议提供理论基础.     

分布式能量高效的WSN非均匀分簇路由多跳算法

针对无线传感器网络路由存在能量空洞的问题,提出一种分布式非均匀分簇路由算法.该算法在选择候选簇首时引入位置因子和平均能量因子来平衡全网节点的剩余能量;网络运行过程中,候选簇首通过自适应校正其竞争半径进行非均匀分簇.采用基于能量和距离的能耗函数入簇机制以均衡全网能量消耗,利用多跳动态路由以避免稳定传输阶段转发节点因能耗过大而快速死亡.通过构建网络模型,采用Matlab对文中算法和UCR算法进行仿真分析比较.仿真结果表明:文中算法簇首消耗能量的方差波动不大较稳定,相比UCR更好地均衡了簇首能量消耗,并且能够有效避免能量空洞,均衡网络负载,网络生命周期较UCR算法提高了约34%.     

基于非均匀分簇的无线传感器网络多跳路由算法

针对低功耗自适应分簇(LEACH)路由协议中均匀分簇方式和簇头选择的不合理以及远距离数据传输过程中能量消耗过多的问题,提出了一种基于非均匀分簇的多跳路由算法LEACH-MRUC.在分簇过程中,该算法充分考虑了节点的能量及地理位置,同时采用非均匀分簇方式构建规模不同的簇结构;在数据传输过程中,簇头与基站之间采用单跳和多跳相结合的路由方式来进行通信.仿真结果表明,LEACH-MRUC算法既使得网络的能量消耗有效地得到均衡,又使得能量的利用效率得到显著提高,并且显著延长了网络的寿命.