基于分簇的无线传感器网络数据收集协议研究

为延长无线传感器网络(WSN)的寿命,在传统的典型分簇算法IEACH和EADEEG的基础上进行改进,提出了一种新的基于分簇结构的数据收集协议-IDCP(Improued Data Collectiou Protocot,IDCP),在簇首形成阶段和数据转发传递阶段分别提出了新的簇首形成算法和簇内数据转发算法.在簇首形成...     

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协议

针对决定性簇头选择 (deterministic cluster-head selection,DCHS）协议簇头阈值函数的不足,提出一种能量高效分簇算法(energy efficient clustering,EEC)协议。分析了低功耗自适应集簇分层型（low-energy adaptive clustering hierarchy,LEACH）协议及其改进协议DCHS的设计缺陷,设计了一种新的簇头选举机制,在选举簇头时,不仅考虑节点剩余能量,而且能够保证网络中簇头节点的数量,并且用码分多址 (code division multiple access,CDMA)机制使非簇头入簇,减少了对相邻节点的干扰。仿真结果表明,与LEACH和DCHS协议相比,EEC协议能有效地延长网络生存时间,且网络能耗更加均衡。     

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.     

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.     

一种能耗均衡高效的无线传感器网络数据收集方案

无线传感器网络资源有限,传感器节点之间节点的能量消耗不均衡,使得整体网络生命周期缩短.针对无线传感器网络数据收集过程中能量消耗不均衡的问题,给出一种基于能耗均衡高效的数据收集算法.该算法将网络部署区域划分为大小不等的栅格,并根据节点剩余能量以及采用簇首轮换的方式,然后采用数据融合技术,可以有效提高节点能量消耗均衡度且可以大大延长网络寿命.仿真与性能分析结果表明:与典型数据收集算法相比,该算法在能耗均衡度和网络生命周期方面具有更好的性能.     

一种能量有效的无线传感器网络分簇路由算法

为减少无线传感器网络能耗、延长网络的生存周期,基于经典的低功耗自适应分簇算法(LEACH),提出了一种新的能量有效的分簇算法.算法的主要思想是综合网络能量分布和簇首间位置分布来优化簇首选择,从而在使簇分布更均匀的同时,进一步保证了网络内节点负载均衡.仿真和分析表明,该算法是一种有效的分簇路由算法.     

一种节点异构的无线传感器网络分簇算法

在无线传感器网络的实际应用中,网络节点通常具有不同的能量和发射功率,提出一种异构的无线传感器网络分簇算法,将监测区域划分为单元格,在存在异构节点的单元格中进行二次划分,在每个单元格中根据节点的剩余能量选举簇头。仿真实验证明,采用分簇方法满足了网络数据传输的可靠性要求、延长了网络的生存周期。     

一种基于分簇的无线传感器网络数据分发机制

移动SINK可以延长无线传感器网络的寿命,文中提出了一种不依赖于节点地理位置的基于分簇的移动SINK路由算法,源节点和移动SINK之间的通信分为簇内通信和簇间通信两部分.因为SINK的移动而造成的通信路径的中断被限制在簇内通信.     

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。     

基于能效的分布式轻量级WSN目标跟踪算法

针对不确定性复杂运动目标跟踪中的节点调度以及节能问题,提出了基于能效的无线传感器网络分布式多节点协作的目标跟踪算法.根据监控区域内目标的运动状态以及局部区域的节点密度,利用节点的剩余能量和调度情况,确定无线传感器网络在跟踪目标过程中的簇规模,使网络的局部能量消耗达到均衡.利用高斯Cost-Reference粒子滤波对目标进行跟踪,以减少对噪声建模的依赖性.仿真结果表明,该算法达到了跟踪精度的要求,解决了节点调度问题,并有效地均衡了网络能耗.     

无线传感器网络数据采集关键技术及研究进展

无线传感器网络(WSN)数据采集因自组织网络结构而具有其他网络无可比拟的优势,然而其资源有限的特点使得许多关键问题尚未有好的解决策略.总结了WSN数据采集中的关键技术及所面临的主要挑战,介绍了数据采集中WSN网络协议的主要性能指标及其研究方法,并就当前几种新技术与WSN的结合情况进行了分析和讨论,最后对无线传感器网络数据采集关键技术的未来研究进行了展望.     

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.     

基于数据聚合的无线传感器网络多径路由算法研究

由于传感器网络具有严格的资源限制、低速数据传输率及多对一的通信模式等独特的特征,传统用于无线移动自主网Ad—hoc的路由协议通常不能直接应用于该类网络;尤其是针对节点数目庞大的传感网,要处理的传感数据量大,在设计路由算法时必须保证其能效较高、能耗及负载均衡,以最大限度地延长整个网络的生命周期。结合数据中心及多路径路由特征,提出了一种基于数据聚合的多径路由算法。新算法不仅能在路由过程中实现能耗及负载均衡,而且能有效地消除数据冗余。理论分析和实验表明。该算法在节省能耗等方面具有一定的优势。     

一种面向查询的无线传感器网络混合型数据存储算法

提出了一种面向数据查询的混合型的数据存储算法,将数据存储在合适的位置。通过分析采集、存储、查询节点之间的位置关系,存储模式可在集中存储和分布存储之间相互切换。本算法引入了"热点"保护机制,可有效均衡网络能耗。实验结果表明,该算法的能耗均衡性、节点能耗、生命周期和丢包率相比于GHT(Geographic Hash Table)算法有一定的改善。     

Energy Consumption in Wireless Sensor Networks

Wireless sensor networks (WSNs) can be used to collect surrounding data by multi-hop. As sensor networks have the constrained and not rechargeable energy resource, energy efficiency is an important design issue for its topology. In this paper, the energy consumption issue under the different topology is studied. We derive the exact mathematical expression of energy consumption for the fiat and clustering scheme, respectively. Then the energy consumptions of different schemes are compared. By the comparison, multi-level clustering scheme is more energy efficient in large scale networks. Simulation results demonstrate that our analysis is correct from the view of prolonging the large-scale network lifetime and achieving more power reductions.     

一种适用于无线传感器网络的低能耗移动代理路由算法

研究了无线传感器网络中移动代理的路由选择问题.根据相邻节点所产生的数据具有强相关性的特点,将多跳网络环境下的路由问题建模成为一个顶点加权的游客问题,并且证明了这是一个NP完全问题.在此基础之上,提出了一种降低能耗的近似算法.仿真结果表明,该算法在节省能耗方面具有更好的性能.     

无线传感器网络节点协作的节能路由传输

针对无线传感器网络(WSN)中数据传输低能耗的需求,提出了一种节点协作的节能路由传输(ECGR)算法.该算法由以下2个方面构成:在物理层,WSN根据数据包循环冗余校验功能获得能够正确解包的节点,然后利用竞争选取算法推举出簇头节点,并通过与簇头节点进行信息交换,形成协作节点簇,从而进行协作发射信号,最终实现多节点分集增益;在网络层,协作节点簇利用基于地理位置信息路由算法,促使数据包始终向目的节点路由,避免了数据包路由向其他方向扩散.与其他同类算法相比,ECGR算法不仅增加了节点簇的传输距离,而且降低了网络整体能耗,并将能耗平衡分布于诸多节点,进而延长了网络寿命.仿真实验表明,当节点密度为0.03时,历经400次仿真,ECGR算法的节点存活率比基于地理位置的路由算法提高了70％.     

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.     

一种保障时延能量高效的无线传感器网络路由协议

针对无线传感器网络的低能耗要求以及不同的应用需求,提出一种保障时延、能量高效的路由协议(DGEER).节点沿着最短路径发送时延敏感数据到目的节点,从而使其时延尽可能小;非时延敏感数据根据邻居节点的剩余能量、数据队列占空比和梯度关系来选择下一跳节点,能够在网络发生堵塞时避开网络热点以缓解拥塞.仿真结果表明:与传统的PRTR(potential based real-time routing)协议相比,DGEER协议能够在减小时延敏感数据网络延迟的前提下均衡网络能耗,延长网络生存周期.