基于ZigBee网络的Cluster-Tree能量优化算法

在ZigBee网络的Cluster-Tree算法中,簇首节点容易过早耗尽自身能量,减少网络的整体寿命。针对此问题,给出了更改簇首节点的方法,避免剩余能量低的簇首节点转发大数据,减少节点到协调器的跳数,提高网络的应用价值。     

基于能量迭代模型和蜂群优化的异构无线传感器网络节能分簇路由算法

针对无线传感器网络节能分簇路由通信时存在数据传输节点死亡数量较多、传输能耗输出较大的问题,提出一种基于能量迭代模型和蜂群优化的异构无线传感器网络节能分簇路由算法.首先构建网络通信能耗模型,以缩减能耗为目标结合差分蜂群算法及时优化网络节点分布;然后基于网络节点分布优化结果,制定异构无线传感器网络节能分簇方法,使用能量迭代选簇方法确定簇头,获取簇头半径完成异构无线传感器网络的通信节点节能分簇;最后设定通信簇头节点与基站之间的距离,确定节点通信时的路由等级,并结合多跳的路由通信方式,实现异构无线传感器网络的节能路由通信.实验结果表明,利用该方法进行网络节能分簇路由通信时,数据传输节点死亡数量最多为22个,节点传输最大能耗为21 nJ/bit,表明该方法节点通信节能效果较好.     

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.     

一种能量高效的无线传感器网络分簇路由算法

分析了无线传感器网络的分簇路由算法,针对现有算法存在的热点问题,提出一种基于分簇思想的能量高效路由算法.采用簇首轮转及局部竞争优化节点簇内通信的能量消耗,采用粒子群优化算法均优化簇首节点的簇间通信负载和能量消耗,从而延长网络的生命期.仿真结果表明,该算法能够有效提高无线传感器网络生存期以及节点与网络的能量利用率.     

改进LEACH的传感器网络分簇路由算法

针对当前无线传感器网络分簇路由算法存在的节点能耗不平均、 节点过早死亡等缺陷, 提出一种改进低功耗自适应分簇(LEACH)的无线传感器网络路由算法. 首先针对无线传感器节点过早死亡的问题, 引入簇半径动态确定方式, 将整个无线传感器网络划分为多个不均匀的簇; 然后考虑簇首能量消耗过快的问题, 结合簇首所在位置和节点剩余能量选择每轮中的簇首; 最后改进数据传输机制保证节点能量消耗均衡, 并在MATLAB 2014平台上对无线传感器网络分簇路由算法的性能进行测试. 测试结果表明, 改进LEACH算法较好地解决了节点过早死亡的难题, 延长了无线传感器网络的寿命, 平衡了各节点能量消耗, 整个无线传感器网络的性能显著优于其他对比算法.     

基于博弈论的无线传感器网络分簇路由协议

针对基于无线传感器网络的大田农业智能灌溉系统,分析了灌溉控制子网的网络拓扑结构,设计了一种分布式二级路由协议(DTTR).该协议由簇内路由和簇间路由2个部分组成,前者采用基于TDMA的星型单跳组网方式,后者采用多跳Mesh组网方式.在簇间多跳路由算法中引入博弈理论,利用多阶段有限次重复博弈及基于LQI的链路质量度量方法,较好地解决了网络在多种约束下的均衡问题.分析与仿真结果表明,与常用的MintRoute协议相比,DTTR协议能在保证数据传送可靠性的基础上平衡节点能量消耗,降低由于个别节点暂时能量耗尽而导致网络阶段性失效的危险,吞吐率提高约25%,剩余能量标准差降低约30%.     

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     

基于双簇头无线传感器网络分簇算法的研究

针对无线传感器网络分簇协议中簇头及附近节点能量消耗不均衡的问题,提出了一种基于双簇头的无线传感器网络分簇路由算法。该算法利用双簇头的网络模型来解决节点侦测信道消耗能量的问题;构造了适应值函数和能量消耗函数用于选择和优化簇头,提高网络能量消耗的均衡性,降低网络能耗。实验结果证明了该算法的有效性。     

基于嵌套细菌觅食优化算法的WSN分簇路由协议研究

针对现有的用于无线传感器网络(WSN)的分簇路由协议,存在着所有簇头直接与汇聚节点通信、远离汇聚节点的簇头能量消耗过快等一系列的问题,根据嵌套细菌觅食算法(NBFA)及WSN分簇路由算法的特点,对NBFA进行改进并引入到WSN分簇路由机制中,提出一种基于改进细菌觅食算法的WSN分簇路由算法;该算法将到汇聚节点的距离设定为启发函数以找到簇头下沉的最佳路径和提高细菌觅食算法的效率,同时考虑该节点的剩余能量,在数据传输过程中,减少簇头节点的能量消耗,进而实现节点能量的高效利用,增强网络的使用寿命,以实现网络通信的高效。通过仿真,结果表明,该算法是可行的、有效的。     

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.     

基于聚类-Floyd-遗传算法的“车辆+无人机”城市物流配送路径优化

为了提高城市环境下物流配送效率,以配送时间和配送成本为优化目标,建立\"车辆+无人机\"路径优化数学模型,提出一种基于聚类-Floyd-遗传算法的三阶算法.实验结果表明,该算法通过多阶数据处理,可有效降低运算量,克服了遗传算法收敛速度慢、易陷入局部最优的问题.对无人机容量进行灵敏度分析表明,无人机的配送能力随载重量增大而显著提升,载重量和最大航程同步提升能更好地发挥无人机的配送能力.和单纯车辆配送的方式相比,\"车辆+无人机\"配送模式总配送成本降低36.1％,总配送时间减少34.5％.证明了该算法在城市物流配送方面具有一定实用价值.     

低压电力线载波局域网系统的设计与实现

提出了一种基于电力线载波调制器ACPL8300的新型低压电力线载波局域网的设计与实现方法.为使网络具有快速的路由查找和灵活的配置,本系统利用ZigBee的协议栈和路由算法,设计了具有类似ZigBee网络体系结构的小型电力线载波网络并通过嵌入式编程实现.实验结果表明,该网络能够提供稳定的通信质量和智能化的网络管理,因此这种设计可以有效提高网络性能,以满足实际应用的需要.     

采用邻居节点的改进ZigBee路由选择算法

在无线传感网络中,路由选择是高效使用网络、延长全网络寿命的关键之一.为了提高网络效率和节省网络整体能耗,提出了一种路由选择优化算法,该算法利用没连接到的邻居节点进行数据路由选择,以减少从源节点到目的节点的跳数,进而达到提高网络效率和节省能耗的目的.通过仿真实验对比分析了改进前后的实际效果,实验结果表明改进后的路由选择优化算法减少了ZigBee节点间路由的跳数和延迟,提高了路由效率,节省网络整体能耗.     

嵌入式远程智能供暖温控系统的设计

针对城市供暖消耗严重,且现有供暖监测系统多标准并存、协议转换、异构网络接入等问题,设计了一种基于嵌入式、无线网络通信、供暖监控技术以及网络层路由协议优化算法的远程供暖温控系统。系统首先设计硬件结构,采用终端节点、协调器节点分别控制,以MSP430F149控制器与CC2530开发板为基础,增强信号强度,实现智能阀位实时、远程监测与控制; 其次对系统信号采样、数据处理程序进行了流程优化设计,完成系统的软件规划; 最后系统以动态规划算法为基础,在ZigBee无线传感网中设计一种基于最小时延的低功耗路由算法,达到优化网络层路由协议目的。最终实现系统供暖温度实时采集、处理、存储与上传等远程控制功能,达到了节能减排,减少热量损耗的目的。     

油田监测系统的ZigBee路由算法节能优化

根据油田监测网络的部署特点,对ZigBee路由算法进行节能优化.给出了节能优化算法的实现方法,不但考虑路径的长度,还充分考虑节点剩余能量,减少网络瓶颈节点.采用NS-2软件进行仿真分析,仿真表明,优化算法可以延长网络生存期.     

基于蚁群算法的能量均衡传感网地理信息路由

提出了一种基于蚁群算法的能量均衡传感网地理信息路由算法,用来保证具有生存周期的无线传感器网络能够在不损失其传感能力的情况下,生存更长的时间.实验证明,此算法能够均衡网络中的能量消耗,延长网络生存时间,并能有效提高报文发送成功率,避免拥塞.     

基于Qos组播路由算法的研究

从源路由算法、分布式路由算法和层次型路由算法3个方面分析了现有Qos组播路由算法,介绍了相关算法的基本思想,并探讨了今后的研究方向。     

ZigBee网络中基于借地址的高效分布式地址分配算法

借地址机制用于解决ZigBee网络在采用DAAM（distributed address assignment mechanism）为节点分配地址时因组网参数的限制而产生的孤节点问题。现有的借地址机制可以提高地址分配成功率,但存在其组网开销和时延较大的问题。为此提出一种高效的借地址分配算法EDAA-BA（efficient distributed address assignment algorithm based on borrowed address）,采用首先向同枝子孙节点借地址的方式为路由孤节点分配地址、加入借地址信息即时回复机制以及将16位地址中DAAM未使用到的剩余地址分配给终端孤