无线传感器网络启发式分簇拓扑控制方法研究

传统启发式分簇拓扑控制方法通信开销大、负载均衡性差,忽略剩余节点能量,导致拓扑结构连通性和骨干网健壮性差,无线传感网络生命周期短。为此,提出一种新的无线传感器网络启发式分簇拓扑控制方法。给出无线传感网络模型。利用粒子完成分簇,对簇内负载与簇间负载进行分析,保证负载均衡性。引入一种描述节点间能耗及鲁棒性的行向量,以全面分析骨干节点通信开销与剩余能量对簇头挑选的影响。将最小生成树作为网络的基础结构,引入表示网络连接状态的列向量,以描述网络通信开销情况,获取目标函数。通过粒子群法求最优解,实现簇头选择。通过簇头组成骨干网,实现无线传感器网络拓扑控制。实验结果表明,所提方法能够保证拓扑结构的连通性与骨干网健壮性,延长网络生命周期。     

高性能无线传感器网络分簇算法

为解决无线传感器网络中经典低能量自适应分簇算法产生的簇头数量分布不稳定,从而导致网络生存时间变短问题,提出一种基于双重选举机制的分簇算法(TSSCH).仿真结果表明,与经典低能量自适应分簇算法(LEACH)相比,TSSCH算法可保证无线传感器网络的簇头数量更加合理地分布在最优值周围,从而能够更好地均衡无线传感器网络负载,达到延长无线传感器网络生命期的目的.     

无线传感器分簇网络实验系统设计

针对无线传感器网络分簇算法验证,设计了分簇网络实验系统。系统中无线网络节点计算能量消耗,通信报文传输节点消耗能量值和分簇节点标记,主机节点依据数据实时绘制分簇网络结构和能量消耗分布图,并计算总消耗能量,对分簇算法进行评估。系统经试用,对分簇算法设计与优化有重要的作用。     

基于分簇的无线传感器网络时间同步方法

对传统的无线传感器网络的时间同步协议进行分析,结合无线传感器网络能量使用要求高的特点,设计一种适合WSN的时间同步算法.在分簇的基础上在簇内建立一个回路,回路上节点顺序单向同步,簇头可以实时监控同步的进行,以实现能量节省的、健壮的协作同步模式.对比实验结果表明,该算法在保证同步精度的前提下可以有效减少通信开销,节省了节点能量.     

无线传感器网络动态调度分簇算法

提出了一种基于K均值的无线传感器网络动态调度分簇算法(DSCA),不但考虑了能量感知这一重要问题,还针对无线传感网络的稳定性和可靠性,提出了节点的同步失效概念,通过采用K均值得到更加平衡的分簇,使得能量消耗更加平衡.该算法发展了一种基于信号接收强度指标(RSSI)而无需知道节点坐标的簇质心求解方法,提出了基于局部信息集中的动态多簇头选举机制和动态时分复用(TDMA)通信轮数分配机制,这些机制使无线传感网络的能量消耗达到了高度均衡,保证了节点的同步失效,提高了传感网络的稳定性和可靠性.仿真结果表明,算法可以减少约70%的簇重构次数.     

无线传感器网络分簇算法的研究

从节省无线传感器网络能量消耗的角度出发,在分析当前最具代表性的分簇算法LEACH的基础上,将图论知识和无线传感器网络拓扑结构相结合,引入Floyd算法来选择簇头.为测试Floyd算法的性能,通过仿真试验,主要从每个节点能量的消耗和LEACH算法进行了比较,证明了该算法能在一定程度上节省整个网络的能量消耗,说明了该算法的有效性.     

适于异类传感器网络的分簇拓扑控制算法

提出一种基于异类传感器网络的分簇拓扑控制算法.该算法通过在成簇的过程中计算各个超节点的覆盖密度,控制节点的覆盖密度在合适的范围,使得各个簇的覆盖范围大致均衡.最后通过实例与传统的LEACH算法进行比较.结果表明,该算法在覆盖密度方差值和平均链路长度这2个性能指标上具有更好的优越性,可以更好地节约能耗和延长网络的生存周期.     

事件驱动无线传感器网络节点自组织分簇休眠方法

针对突发事件监测的事件驱动无线传感器网络有着其自身的特点,结合最小跳数路由方法,在节点上建立链路节点列表.当节点被事件触发时,依照各节点触发顺序及相互关系,构建局部的自组织分簇.然后在利用已有的链路节点列表,快速构建簇首与Sink节点的通讯通道并更新链路节点列表信息.仿真实验结果表明,所提自组织分簇休眠方法的能量消耗低于传统周期采样的能量消耗,也低于基于LEACH分簇的休眠方案.     

基于人工蜂群的无线传感器网络分簇规划方法

针对无线传感器网络中簇首节点规划的问题,本文在以前的研究基础上提出了一种新的刻画模型CHAB(Cluster Header planning model based on Artificial Bee colony).该模型首先结合节点剩余能量和距离信息建立了最优目标函数,同时利用人工蜂群算法和小波变换对目标函数进行求解.最后,利用NS2和Matlab进行仿真实验,深入研究了影响该模型的关键因素,并对比分析了与其它模型之间的性能优劣,结果表明CHAB具有较好的适应性.     

无线传感器网络分簇路由算法及其改进

无线传感器网络的能量有限是限制其作用的重要因素,因此如何高效使用能源并延长节点寿命成为研究的热点.结合已有算法,提出了一种改进的分簇路由算法,将簇头的选举由原先的随机选举变为基于剩余能量的选举,以平衡网络负载;在数据传输过程中采用多跳的通信方式降低簇节点的通信负载.仿真结果实现了节能、平衡节点能耗、延长网络寿命的目的.     

无线传感器网络高效节能分簇路由协议

针对LEACH协议簇头数不总是最优值和负载不均衡的问题,该文提出了高效节能分簇路由协议(EECR);采用固定簇头数目的方式,使其始终保持或接近最优值,选择簇内剩余能量最大的节点作为下一轮的簇头,并在所有簇头和sink之间建立路由树,使得簇头收集到的数据可通过路由树多跳传送到sink节点;相比于LEACH,EECR在节点节能性、负载均衡性和适用网络范围等方面都有较大提高.     

基于元胞遗传的无线传感器网络分簇规划方法

为了解决无线传感器网络中簇首节点规划的问题,基于元胞遗传提出了一种新的刻画模型CHCG(Cluster Header Planning model based on Cellular Genetic).该模型首先结合节点剩余能量和距离信息建立了最优目标函数,同时利用元胞遗传方法对该目标函数进行求解.最后,通过NS2和MATLAB进行仿真实验,对比分析了该模型与AESR以及LEACH之间的性能优劣.实验结果表明,该算法具有较好的适应性.     

基于最优簇头数的环形无线传感器网络分簇算法

基于无线传感器网络中每个环能量消耗最小原则, 提出一种基于最优簇头数的环形无线传感器网络分簇算法. 首先计算出网络中每个环的最优簇头数, 然后在最优簇头数的基础上, 将网络划分为若干不同大小的簇, 最后在选择簇头时, 考虑了每个环的最优簇头数与相应环中节点数目的比值、 节点的剩余能量以及簇成员节点到簇头节点的最短距离与簇头节点到基站距离的关系. 解决了无线传感器网络簇内节点通信能量消耗过多的问题, 均衡了网络节点的能耗. 仿真结果表明, 该算法提高了网络能效和扩展性, 平衡了网络能耗, 延长了网络的生命周期.     

基于最优簇头数的环形无线传感器网络分簇算法

基于无线传感器网络中每个环能量消耗最小原则, 提出一种基于最优簇头数的环形无线传感器网络分簇算法. 首先计算出网络中每个环的最优簇头数, 然后在最优簇头数的基础上, 将网络划分为若干不同大小的簇, 最后在选择簇头时, 考虑了每个环的最优簇头数与相应环中节点数目的比值、 节点的剩余能量以及簇成员节点到簇头节点的最短距离与簇头节点到基站距离的关系. 解决了无线传感器网络簇内节点通信能量消耗过多的问题, 均衡了网络节点的能耗. 仿真结果表明, 该算法提高了网络能效和扩展性, 平衡了网络能耗, 延长了网络的生命周期.     

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。     

基于数据压缩的无线传感器网络分簇路由算法

针对LEACH协议、HEED协议和TEEN协议在传输数据过程中消耗过多节点能量的问题,提出了对相关数据进行时空压缩的算法,推导了簇首选择和数据压缩的算法表达式.理论分析和仿真结果表明,与LEACH、HEED协议、EABGC算法相比,数据压缩算法可以有效减少WSN冗余数据传输和节点能耗,在相同的生存期内存活的节点数多,节点能量利用率有所提高,进而达到延长传感器网络生存周期的目的.     

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%.     

无线传感器网络中改进的HEED分簇算法

在无线传感器网络中,基于分簇的路由协议在能量消耗、拓扑控制以及数据融合等方面具有优势。采用完全分布式产生簇头的HEED协议具有分簇速度快、簇头均匀等优点。但是HEED协议没有考虑网络中节点的移动性,当邻居节点距离发生变化时,通过簇内最小平均功率（AMRP）决定节点属于哪个簇会导致簇头能量开销过大,网络生命周期减小等问题。针对HEED分簇算法存在的问题,提出了一种基于稳定性的S HEED分簇算法。S HEED协议以稳定性作?问淳龆ń诘愕乃舸兀饩隽艘蛭贫源吹拇啬诮诘愫痛赝纺芰肯墓呶侍狻７抡媸笛橹っ鳎琒 HEED算法有效的减少了簇头节点的能耗,延长了网络寿命。     

无线传感器网络LEACH协议分簇算法改进研究

对于节点分布不均匀的无线传感器网络,研究其节点能量的均衡消耗和网络寿命的延长问题.在LEACH协议分簇算法基础上,针对节点分布不均匀情形,由理想的簇节点数来控制分簇的通信半径,并以节点当前的剩余能量以及离基站的距离作为它成为簇首的随机数值的调整权值,得到了一种新的分簇算法.仿真实验结果表明,该算法有效均衡了节点的能量消耗,并显著延长了网络寿命.