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。     

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.     

一种基于自适应退避策略的无线传感器网络分簇算法

证明了LEACH算法的不确定特性将会导致某些节点过快耗尽电池能量而缩短系统寿命.提出了一种基于退避策略的负载均衡的分簇算法,通过自适应地调整每个节点的退避等待时间,从而保证拥有较多电池能量的节点有更大的机会成为簇首,并引入信道竞争的机制来保证簇首的均匀分布.仿真实验表明,该算法有效延长了系统寿命,提高了网络的能耗效率.     

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.     

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%.     

基于最大选票的无线传感器网络分簇算法

在分簇的传感器网络中,簇首节点的选取将直接影响网络的生存期。提出了一种基于最大选票的分簇算法(CABMV),该算法综合考虑节点剩余能量及网络拓扑结构对簇首选举的影响,每个节点根据邻居节点的投票数决定是否当选簇首。该算法是完全分布的,不依赖网络大小及结构。仿真实验表明,该算法扩充性强,能量利用率高,能有效的延长网络生存期。     

基于不等簇半径分簇的无线传感器网络能量空洞避免

基于无线传感器网络特性,提出一种不等簇半径非均匀分簇策略,根据各节点至Sink的距离,由近至远依次采用等比递增的不等簇半径进行分簇。并从理论上证明该策略可有效地均衡无线传感器网络的能量消耗。实验结果表明:距离Sink较近的节点,采用较小的簇半径成簇,使得簇头节点可保留更多能量进行簇间数据转发;距离Sink较远的节点,采用较大的簇半径成簇,使得簇头节点可保留更多能量覆盖更大范围的节点进行簇内数据收集,从而使得整个网络的负载比簇半径恒定的分簇网络更加均衡。     

基于节点划分的无线传感器网络自适应分簇算法

为延长网络的生命周期,针对随机部署的无线传感器网络节点均匀分布和能量有限的特点,提出了一种基于节点划分的分布式自适应分簇算法.通过节点的划分均衡簇内负载,利用节点的剩余能量与通信距离信息的自适应加权来优化调整节点竞选簇头的概率.模拟实验结果表明,该算法可有效延长网络的稳定周期和生存时间,数据传输量比LEACH-E算法增加了近20%.     

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。     

虚拟力导向多粒子群算法的WSNs部署策略

为了优化无线传感器网络节点部署性能,在粒子进化的多粒子群算法的基础上结合虚拟力方法,提出了一种虚拟力导向多粒子群算法的部署策略。该策略通过节点间的虚拟力影响多粒子群算法的速度更新过程,指导粒子进化,采用多个粒子群独立搜索解空间,有效地避免了＂早熟＂问题,从而最大限度地优化了网络的覆盖率。仿真结果表明,与虚拟力算法和多粒子群算法相比,该算法在覆盖率、迭代次数和部署时间等方面具有更好的性能。     

一种基于混沌策略的无线传感器网络分簇路由协议

提出了无线传感器网络的路由协议是无线传感器网络研究的关键技术,在延长网络寿命和减少节点能耗方面有着重要的作用,提出了一种基于混沌策略的无线传感器网络分簇路由协议,仿真实验结果表明:该协议能更好地延长无线传感器网络的寿命.     

网格移动的无线移动传感器网络部署算法

针对目前无线移动传感器网络中部署算法过于复杂的问题,提出了一种新的基于网格移动的无线移动传感器网络部署算法.降低了常见无线移动传感器网络部署算法的时间复杂度,提高了任务区域的节点覆盖度,减少了覆盖漏洞,适用于无线移动传感器网络的应用.文中论述了该算法的构架,执行过程,并对该算法进行了仿真分析.仿真结果表明,该算法在有效降低算法复杂度的情况下满足了网络部署中关于覆盖率的要求.     

无线传感器网络覆盖漏洞修补策略研究

为避免静态无线传感器网络中常出现的覆盖漏洞对网络性能的影响,提出了一种覆盖漏洞修补策略。该算法首先根据估算的覆盖漏洞面积大小将覆盖漏洞分类成无需修补的覆盖漏洞、仅需一个节点修补的覆盖漏洞和需多个节点修补的覆盖漏洞;然后针对需要修补的2种覆盖漏洞分别提出了最小覆盖圆修补算法和蜂窝生长修补算法;最后,利用小型无人机将增补感知节点放置到算法所求的坐标位置处实现对静态无线传感器网络覆盖漏洞的修补。在仿真结果分析中,在相同仿真环境下将该算法与其他经典算法进行了对比分析,结果表明该算法的修补覆盖率较经典算法提升了约10%,所需节点数也减少约20个。同时针对设定的某一实际环境进行了仿真实验,其修补之后的覆盖率达到了96.578 5%。     

无线传感器网络多重覆盖成簇算法

在传统的无线传感器网络簇生成算法中,簇首的选择没有考虑其剩余能量,也没有分析簇首为簇内节点提供数据转发服务存在服务失败的问题,为此提出了一个新的无线传感器网络簇生成算法———多重覆盖成簇算法,该算法以待选簇首节点的剩余能量和节点初始能量的比值作为簇首服务的失败率,在此基础上算法选择的簇首通过对关键节点进行多重覆盖,以保障关键节点数据的可靠传输.最后,通过仿真实验验证了算法的有效性和正确性.     

一种基于覆盖效用计算的传感器网络节点密度控制算法

在监测区域内部署大量节点,通过节点之间的状态轮换与合作策略延长网络寿命是非常重要的方法,该文提出了一种基于覆盖效用范围计算的算法来解决节点状态转移条件的判断问题.仿真试验表明该算法可以以更少的节点完成对整个区域的覆盖且不会留下覆盖真空.     

基于虚拟力和果蝇优化算法混合控制水声传感器网络部署策略

提出了基于改进的虚拟力和果蝇优化(Virtual Force and Fruit Fly Optimization,VFFO)算法混合控制水声传感器网络部署优化的方法.该方法首先通过虚拟力算法对传感器节点的初始部署进行优化,以得到较好的初始部署状态;然后通过改进的果蝇算法对水声传感器网络进行重部署,同时分析了算法的移动部署能耗问题.仿真结果表明,该算法在相同能耗下能够得到更高的网络有效覆盖率.     

基于A适应遗传算法的无线传感网络节点布局优化

无线传感器网络的传感节点布局优化,直接关系到无线传感器网络覆盖率的提高。文中提出自适应遗传算法求解无线传感器网络覆盖率优化问题。自适应遗传算法的编码方式是传感器节点二维坐标的二进制表达式,交叉方式为字符串整体交叉,变异方式为位变异,交叉概率和变异概率根据个体适应度自动重构。仿真实验结果表明,自适应遗传算法有效解决了无线传感器网络节点布局优化问题。与传统遗传算法相比,本算法进化收敛速度快,网络覆盖率显著提高。     

一种用于无线传感网中的能量自适应分布式分簇算法

通过综合考虑节点分布和剩余能量水平,并对簇的形成过程进行优化,引入机制保证簇的能量消耗均衡,以改进网络生存时间和覆盖率. 所提出的分布式分簇算法经过仿真结果表明,新算法相对于现有的多种算法在能量均衡性和网络生存时间上有较大改进,半数节点生存时间延长一倍以上,而负载均衡性仍保持在相同水平上.