混合多址接入的无线传感器网络设计及实现

针对实际应用中无线传感器网络多区域分布、任务多元化的特点,为解决簇间通信的相互干扰,提出一种改进的FD-MA/TDMA混合机制的无线传感器网络.簇间采用FDMA避免干扰,簇内节点采用TDMA实现睡眠调度.此外,在TDMA机制中分配监测时隙,如有突发情况,簇内节点可通过CSMA竞争与簇头节点实现通信,以此增加上报的公平性.对系统进行了工程实现验证,测试证明达到预期效果.     

一种混合多址接入的无线传感器网络设计及实现

针对实际应用中无线传感器网络多区域分布、任务多元化的特点,为解决簇间通信的相互干扰,提出一种改进的FDMA/TDMA混合机制的无线传感器网络。簇间采用FDMA避免干扰,簇内节点采用TDMA实现睡眠调度。此外,在TDMA机制中分配监测时隙,如有突发情况,簇内节点可通过CSMA竞争与簇头节点实现通信,以此增加上报的公平性。对网络系统进行了工程实现验证,测试证明达到预期效果。     

大规模无线传感器网络分簇路由协议改进方案

本文对大规模无线传感器网络的路由协议进行了研究,提出一种全新的高能效分簇路由协议.根据节点数目以及分布区域大小,通过数学公式推导得出最优的簇首节点数目.对簇首进行改进,均衡网络的负载,减少节点的过早死亡,延长整个网络的寿命.离基站较远的簇首利用多跳来传输数据,减少远距离簇首的能量消耗,延长网络寿命,使网络规模不受限.使用Matlab软件进行仿真实验,实验结果表明新协议能够均衡网络节点能耗,延长网络生命时间,且能适用于大规模的网络.     

分簇无线传感器网络动态时隙分配MAC协议

为降低大规模无线传感器网络的平均能耗,提出了一种基于动态分配的调度型无线传感器网络MAC协议（SDC-MAC）。该协议簇间使用FDMA方式分配无线信道,簇内通过TDMA方式给各个节点分配可变长的时隙。随着簇结构的变化,簇头通过时隙分配通知,对簇内节点的时隙分配进行动态调整,簇成员节点则根据控制信息进行休眠和唤醒。仿真结果显示,该算法有效地降低了网络的平均能耗,当网络流量高时还可降低平均数据包时延。     

无线传感器网络环境下基于事件 驱动应用的节能TDMA协议

媒质接入控制是无线传感器网络设计的关键问题之一.由于媒质接入控制协议直接控制着节点无线通信模块的活动,而无线通信模块是传感器节点能量消耗的主要来源,因此MAC协议节能效率的好坏将严重影响网络的性能.基于TDMA的MAC协议具有固有的节能特性,即通过合理的TDMA调度避免传输碰撞以及减少节点空闲监听的时间.本文提出了ED-TDMA协议,一种面向事件驱动的传感器网络应用的TDMA协议.该协议根据当前源节点的数目动态地改变TDMA帧的长度,提高了信道利用率;同时采用位图方式的TDMA调度,极大地减少了TDMA调度的开销,节约了能量.此外,通过引入簇内覆盖的思想,使得簇内的活动节点数目为一常数,同时减少了工作节点的数目,从而延长网络的生命周期,并在一定程度上提高了系统的可伸缩性.实验结果显示,ED-TDMA协议更适用于网络负载较低、节点密度高的无线传感器网络.     

无线传感器网络能量高效混合MAC算法

针对无线传感器网络MAC协议中存在的能耗问题,提出了能量高效的无线传感器网络混合MAC(EEH-MAC)算法,采用基于TDMA机制的时槽系数动态调整簇内节点的时槽大小来降低数据的传输时延;同时,对部分不需要数据传输的节点不分配时槽来减少能耗;按簇内节点剩余能量系数形成时槽分配顺序来减少状态转换的能耗;在簇头之间采用CSMA/CA机制的随机分配策略进行通信.仿真结果表明,EEH-MAC协议能有效减少能耗并延长网络生命周期.     

安全高效的无线传感器网络远程身份验证协议

针对无线传感器网络节点资源受限及通信链路易出错的问题,给出一种安全高效的无线传感器网络远程身份验证协议。该协议采用集中式基于簇的分层无线传感器网络选出最优百分比的簇头,并对其与相邻节点的通信进行授权,再最小化节点能耗实现网络负载平衡,然后每个簇头作为服务器在每个传递消息的有效负载内保证数据认证与交换,对相邻节点进行身份验证后即可构成簇。由仿真分析结果可知：该协议的安全性、抗攻击鲁棒性、握手持续时间、平均能耗和网络平均吞吐量指标都优于已有改进的低功耗自适应集簇分层协议(imp-LEACH)与安全LEACH协议(sec-LEACH)。     

基于节点移动和协作转发的异构传感器网络路由协议

在异构传感器网络中,超级节点有着重要的意义.针对异构传感器网络中超级节点能量消耗过快的问题,提出了一种新的分簇路由协议（MCC）.通过在建簇阶段采用簇首移动控制策略来使簇内负载更加均衡;在簇间数据传输时引入了节点协作转发机制,提高了分簇协议的数据传输性能.通过NS2仿真验证,结果表明,MCC协议不仅降低了簇首能耗,而且使网络能耗更加均匀,延长了网络寿命.     

无线传感器网络中一种动态节能的MAC协议

媒体访问控制(MAC)协议是无线传感器网络的关键协议之一,它对无线传感网络的运行和性能具有重要的影响.针对基于簇的TDMA机制存在问题,文中提出了一个动态节能的DE-MAC协议,该协议能够根据簇成员节点数目和通信负载动态地分配成员节点的时隙,减少节点的空闲侦听时间.仿真结果表明,DE-MAC协议能够有效地提高信道的利用率和网络能量有效性.     

高能量有效性的无线传感器网络 数据收集和路由协议

 提出了一种分布式高效节能的无线传感器网络数据收集和路由协议HEEDC.此协议中传感器节点根据自身状态(综合考虑剩余能量、节点密度等因素计算得出的代价因子)自主的竞争簇首,同时为减少簇首节点的能量开销,簇首之间通过多跳方式将各个簇内收集到的数据发送给特定簇首节点,并由此簇首节点将整个网络收集的数据发送给汇聚节点.仿真实验表明,HEEDC协议比起现有的几种重要路由协议(如LEACH、PEGASIS等),能提供更加有效的能量使用效率,延长无线传感器网络的生存周期.因此,使用HEEDC协议的无线传感器网络具有更好的使用性,其监测结果具有更高的可靠性.     

一种节省能量的水声传感器网络组织结构与协议

本文为水声传感器网络提出了一种基于簇间协商的事件报告策略,网络节点以簇的形式组织起来,多址接入协议采用了一种适合水声环境的TDMA/CDMA混合式协议,建立了由簇头与网关组成的用于簇间通信的主干链路。仿真结果表明,基于簇间协商的事件报告策略能有效减少网络中的冗余通信量从而延长网络寿命。     

无线传感器网络能量均衡分簇路由协议

LEACH是无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)中一种经典的分层式路由协议,在此基础上通过对LEACH成簇算法及簇间路由的改进,提出了一种新的均衡能量消耗分簇路由协议。该协议在无线传感器网络成簇过程中充分考虑了传感器节点的能量状态,同时簇首向基站的通信采用基于能量的簇间路由。理论分析及仿真结果表明,改进的协议能够均衡传感器节点的能量消耗,有效地延长网络寿命。     

一种针对无线传感器网络LEACH协议的改进算法

针对传统LEACH协议在簇首选取的随意性,以及簇首节点将数据以单跳形式传输给汇聚节点造成能耗大的缺点。文中提出了改进协议,该算法在对簇头节点的选择时会将节点的剩余能量考虑进去,会在选择剩余能量最多,同时以其到汇聚节点距离小的节点作为下一跳来传输数据,以实现多个簇之间的路由数据传输。通过Matlab仿真可以知道,改进后的协议使整个传感器网络的能量消耗变得更加均衡,同时使整个网络的生存时间得到了15%的延长。     

无线传感器网络功率路由算法研究

无线传感器网络的应用越来越广泛,主要是军事、工业、医疗等方面。然而无线传感器网络具有节点能量、存储和计算能力非常有限等特点,文中在传统的LEACH（低功耗自适应集簇分层型）协议的基础上进行了改进,并提出了一种新的无线传感器网络路由算法LEACH-N。新算法沿用了LEACH协议簇的结构,在簇头选择方法上基于传统DCHS算法的簇头选择算法,簇内成员与簇头之间直接通信,簇头与基站之间轮流进行单跳和多跳通信;多跳通信则是采用一种改进的MTE（最小传输能量）路由算法。通过NS2仿真软件对LEACH-N协议与LEACH协议分别进行了性能测试。实验结果表明,相比LEACH协议,LEACH—N协议系统能耗低、网络生命周期长,且具有更好的规模可扩展性。     

基于遗传算法和蚁群算法的LEACH改进协议

针对无线传感器网络低功耗自适应集簇分层(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy, LEACH)路由协议因能耗不均衡导致节点过早死亡的问题,提出了一种基于遗传算法和蚁群算法改进的LEACH路由协议。在分簇阶段,通过遗传算法选举合理的簇头节点并根据节点的分布划分簇群;在数据传输阶段,通过蚁群算法使簇头节点尽可能选择能量充足且距离较短的路径进行数据传输。仿真结果表明,与传统的分簇路由协议LEACH和LEACH-C相比,改进算法可以使网络的能量消耗更加均衡,并延长网络的生命周期。     

LEACH协议的改进与仿真分析

在深入分析无线传感器网络路由协议设计目标的基础上,由于低功耗自适应分簇路由协议（LEACH,Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）簇头既要融合簇内节点发送来的数据又要将处理后的数据发送给基站,导致能量消耗较大。因此融入负载平衡和簇内成链的思想对LEACH协议进行改进,通过贪婪算法使簇内节点数据传输采用链式传输,让簇头工作时间尽量延长,使簇的稳定阶段时间提高,全网节点负载均衡。通过NS2对改进的LEACH协议进行仿真分析,结果表明改进的LEACH协议网络寿命极大延长。     

DEAMC:一种分布的,节能的,自适应的动态的分簇无线传感器网络协议

分簇结构的无线传感器网络可以更容易的进行数据融合,可以减少网络能量消耗,增加网络的健壮性,因此分簇算法被广泛的用在无线传感器网络中.但现存的算法不能满足网络拓扑变化较大、较频繁的网络.针对移动性较大的无线传感器网络,提出了DEAMC,一种分布的、节能的、自适应的、动态的分簇协议.根据DEAMC,剩余能量越多,成为簇头的可能性越大,且簇头均匀分布.DEAMC用是一种TDMA协议,利用TDMA可以减少能量消耗,延长网络的寿命.DEAMC是一种FDMA协议,利用FDMA可以避免信号碰撞.     

基于簇头间距均匀部署的LEACH协议改进算法

针对无线传感器网络中各节点能量消耗和簇头节点位置分布不均导致网络寿命下降的问题,在LEACH协议基础上提出一种改进算法。首先增加高剩余能量节点成为簇头的概率,其次设定备选簇头节点间最小距离,以降低簇内节点与簇头节点的通信能耗。通过理论分析和仿真实验,提出的算法能实现网络能耗均衡,有效延长网络的生存周期。     

基于分簇的无线传感器网络协议

本文针对目前无线传感器网络中传统MAC协议在动态性、低时延方面的不足,在前人研究的基础上,提出一种基于分簇的自适应AMAC协议.该协议将簇分为簇首节点和簇内成员节点,簇内成员节点可以根据自身的状态向簇首节点提出时隙申请,簇首节点对这些申请信息进行仲裁,从而及时调整时间帧的长度,使其能更符合当前网络的负载情况和拓扑结构....     

一种基于位置和能量的WSN改进分簇协议

针对LEACH分簇路由协议中簇首随机选择,没有考虑节点的剩余能量和地理位置,可能导致分簇和网络能耗不均衡这一问题,研究了一种同时考虑了节点位置和剩余能量信息的改进分簇路由协议,使成为簇头的节点在簇的中心位置,从而使簇头在簇内的位置更加合理,避免了簇内的部分节点由于离簇头过远,增加传输损耗的缺点,有利于网络性能的提高。仿真结果表明,研究的分簇路由协议能使簇的划分更加均匀,能量的消耗更加节省,从而延长了WSN网络的生存时间。