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。     

基于冗余节点的LEACH协议的改进

无线传感器网络中LEACH协议是一种典型的能有效延长网络生命周期的节能通信协议。因为其优秀的节能效果和其简单的规程得到了广泛的认可。但是LEACH簇头算法存在簇头开销大、簇头没有确定的数量和位置等不足。而在成簇后的稳定阶段,节点通过一跳通信将数据传送给簇头,簇头也通过一跳通信将聚合后的数据传送给基站,这样会造成簇头节点...     

无线传感器网络基于分簇路由的数据融合研究

无线传感器网络节点资源有限,所以需要采用有效的路由算法与数据融合机制来节省资源,延长网络寿命,提升数据采集效率。LEACH是经典分簇路由协议,针对其在簇头选择机制、数据融合以及簇头与基站通信的路由方面的不足,提出了几点改进方法,在簇头选择的算法中加入了能量控制条件,簇头与基站的路由改为更适合数据融合的多跳反向组播树,并基于信息熵提出了有效数据融合机制。仿真实验表明,改进之后的算法比原LEACH算法更有效地利用了节点资源,延长了网络生存时间。     

一种基于物联网的室内监控系统节能研究

针对无线传感器网络通信中能量消耗过高及电源极为有限、不可替换问题,设计室内监控系统,布置ZigBee无线网络,重点解决延长网络生命周期问题。针对LEACH算法中所有节点轮流充当簇首消耗能量过多问题,提出每轮第一次充当簇首的节点全程有效,本文称FL方法。该算法减少节点竞争簇首时消耗能量。依据监控系统实际使用环境,结合LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)算法分析通信过程中能量消耗,设计验证实验,提出监控系统通信算法。实验证明,网络稳定,系统能耗低,通信性能良好,可用性强。     

基于天牛须搜索的无线传感网分簇路由协议

针对无线传感器网络中的能耗不均衡问题,提出一种基于天牛须搜索算法的负载均衡分簇路由协议算法(LEACH-BAS)。该算法引入候选簇首选举机制,使用天牛须搜索算法对簇首分布进行搜索优化,形成合理分簇。此外,在簇间路由通信时,考虑剩余能量因子和传输能耗因子来选择中继节点。仿真结果表明,LEACH-BAS算法的网络生命周期相比LEACH、EAMMH、LEACH-GA和LEACH-PSO算法分别延长了39%、22%、15%和8%。LEACH-BAS算法应用在WSN监测场景,能有效解决WSN中能量不足的问题,优化簇首节点分布,降低节点能耗,有效地延长网络生命周期。     

WSN中一种基于LEACH的协同通信算法的研究

近年来,协同通信在无线传感器网络中取得了很大的应用,重点分析和研究了一种基于低功耗自适应集簇分层型协议（LEACH）的协同通信算法;在该算法中,通过选择合适的协同节点来发送数据可以有效的减少簇头节点的能量消耗,并且与多跳传输相比,又节省了路由更新耗费的能量,实验仿真证明基于LEACH的协同算法（LEACH-COOP）在能量消耗上与LEACH和基于LEACH的簇头多跳算法（LEACH-MH）相比表现出了更优的性能。     

一种多媒体传感器网络低能耗分簇协议

多媒体传感器网络面临的主要挑战是在能量受限的情况下传输大量数据。在经典分簇协议LEACH的基础上,提出一种考虑数据量的多媒体传感器网络低能耗分簇协议。在簇头选举阶段,选择剩余能量多和数据量大的节点作为簇头;在成簇阶段,同时考虑节点到簇头的通信距离和节点的数据量让节点加入簇。仿真结果表明,提出的协议能有效提高网络的生命周期。     

基于剩余能量与最小邻近簇半径的成簇算法

针对LEACH算法在选举簇首时没有考虑节点的剩余能量,并且簇首的分布不均匀,簇内节点与簇首采取单跳通信,从而影响网络生命期的问题,提出了利用剩余能量和最小邻近簇半径调整节点成为簇首的概率,并在簇内对部分节点采取多跳通信的成簇算法.仿真结果表明,该算法有效延长了网络生命期,均衡了簇首的分布,并且改善了簇内的结构.     

基于能量和密度的WSNs动态分区成簇路由算法

针对传统的层次型网络存在的分簇不合理和能耗不均衡等问题,提出了一种基于能量和密度的动态非均匀分区成簇路由算法。该算法先根据节点与基站之间的距离将网络合理地进行动态的区域划分,在区域内成簇,使靠近基站的簇规模小于距离基站较远的簇,减少靠近基站的簇首负担和能量消耗;通过综合考虑节点剩余能量和节点密度等因素来优化簇的非均匀划分和簇首的选择,簇首间采取基于数据聚合的多跳传输机制。仿真结果表明,与经典路由算法LEACH相比,该算法能有效均衡节点能耗,延长网络生命周期。     

基于分簇的水下传感器网络覆盖保持路由算法

在基于分簇架构的水下传感器网络（Underwater Sensor Networks ,UWSNs）中,当簇首以单跳或多跳的通信方式将数据传输至Sink节点时,由于簇首转发大量数据而负载过重,会过早耗尽能量而死亡,这将导致提前出现对监测区域的覆盖盲区。以改善覆盖效果为目标的LEACH-Coverage-U算法由于选举簇首的分簇方法具有随机性,也无法很好解决该问题。本文提出了一种水下传感器网络单跳覆盖保持路由算法（Single-hop Coverage-Preserving Routing Algo-rithm ,SCPR）,首先定义了覆盖冗余度（Coverage Redundancy ,CR）,然后根据该度量来选举簇首,最终以单跳方式直接将数据传送至Sink节点。为减少簇首能耗并获得更高的网络覆盖率,本文还提出一种多跳覆盖保持路由算法（Multi-hop Coverage-Preserving Routing Algorithm ,MCPR ）,簇首之间通信时优先考虑父节点中CR较高的簇首作为其下一跳路由,以多跳路由将数据传送至Sink节点。仿真结果表明,与LEACH-Coverage-U算法相比,SCPR、MCPR算法避免了其选举簇首时的随机性,提高了网络覆盖率,降低了网络能耗,延长了网络生命周期。     

基于混沌粒子群与蚁群算法的WSN路由协议

为了降低无线传感器网络（WSN）能量消耗,延长网络生存周期,提出了一种基于混沌粒子群（CPSO）和蚁群算法相结合的路由协议。该协议针对典型的分簇协议LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）协议的簇头选择进行了优化,考虑了节点剩余能量和簇内密集性等因素,采用新的混沌粒子群算法对簇头选择进行优化。然后,针对LEACH协议簇头到基站采用单跳通信,容易使簇头早亡的问题,采用蚁群算法优化簇头到基站的路由路径,减少通信消耗的能量。仿真结果表明,与传统的LEACH协议相比,新的协议能有效减少能量消耗,延长网络生命周期。     

一种基于LEACH的改进型无线传感器网络路由算法

路由算法是无线传感器网络研究的核心技术之一.在LEACH算法的基础上,提出了一种基于距离和能量考虑选择第二层簇头的两层LEACH算法DE-LEACH,有效避免了低能量且离基站较远的节点与基站直接通信,提高了网络生存时间和数据采集能力.利用事件驱动的方法,减少了发送数据量,进一步延长了网络生存期.     

基于TinyOS的无线传感器网络LEACH算法的改进

LEACH协议是无线传感器网络中最流行的分簇路由协议之一.针对LEACH算法簇分布不均匀以及网络能耗不均衡等问题提出了一种高效节能多跳路由算法.在簇建立阶段,新算法根据网络模型计算出最优簇头间距值,调整节点通信半径以控制簇的大小,形成合理网络拓扑结构;在数据传输阶段,簇头与基站之间采用多跳的通信方式,降低了节点能耗.在TinyOS操作系统下,使用nesC语言设计实现了LEACH-EEMH算法.基于TOSSIM平台的仿真结果表明,新算法较LEACH算法在均衡网络能耗、延长网络寿命方面具有显著优势.     

一种能量有效的无线传感器网络路由算法

无线传感器网络中传感器节点能量有限,为了提高能量利用率,针对现有算法随机选择簇首、簇结构不合理等缺陷提出了一种新的能量有效的分簇路由算法EERA.EERA采用新的簇首选举、成簇,以及构建簇间路由算法,基于节点剩余能量与节点的相对位置选择簇首、成簇,使剩余能量较多的节点优先成为簇首并且各簇首能较均匀的分布在网络区域内;构建簇间路由时将最小跳数路由算法与改进的MTE算法结合起来,在簇间形成最小跳数、最小能耗路径.仿真结果表明,EERA算法可以均衡全网能量消耗,延长网络的生命周期.     

一种WSN中分簇路由算法的改进

在无线传感器网络中,基于分簇的路由协议对提高网络的寿命有着重要作用,LEACH是一种应用比较广泛的层次路由协议。本文提出一种新的基于最优分簇的无线传感器网络分簇路由（LEACH-O）算法,在簇的形成过程考虑到节点的集中程度和节点的剩余能量,从而减少传感器节点的能量消耗,优化资源利用率。仿真实表明,与传统的LEACH算法相比,该算法配传感器节点间数据传输提供了高效路由,从而延长网络的生命周期。     

基于LEACH的一种新的能量高效的分簇路由算法

与一般的平面多跳路由算法相比,低功耗自适应分簇LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)算法可以将无线传感器网络生命周期延长15%。针对LEACH算法的不足,从成簇过程中簇首的选择和数据传输方式等方面对其进行了改进。仿真实验证明,改进后的算法具有更高的能量使用效率,延长了整个传感器网络的生命。     

改进的自适应物联网技术节能优化控制仿真

研究异构传感网节能优化拓扑控制优化问题.在异构传感器网络中,每个传感器节点普遍存在初始能量异构,节点在无线通信过程中通信链路异构等异构现象.为了延长网络的生存期,提出一种自适应优化异构无线传感器网络拓扑结构控制算法.算法主要难点技术问题在于对参数E的选择控制问题.该算法基于传输数据跳数和相邻传感器之间通信距离,依据相似三角形几何原理,结合具体应用场景对传感器节点的分簇、成簇等操作进行自适应优化控制.仿真实验表明,改进的算法可以高效控制给定数据采集监测区域所有节点的网络拓扑同时极大地延长了异构传感网的生命周期.     

一种基于K-means的WSN移动汇聚路由算法

无线传感网络(Wireless Sensor Network,WSN)作为一种资源受限的网络,网络中节点的能耗直接影响了网络的性能。因此,均衡网络中的能耗,延长网络的生命周期,成为设计WSN路由算法的重要目标。于是,在LEACH-C协议的基础上提出了一种移动汇聚路由算法。分簇阶段由Sink节点计算最优簇首个数,通过K-means聚类将网络中的节点划分至不同的集群,选择通信成本最低的节点作为各集群的簇首。稳定传输阶段通过移动Sink进行数据采集,针对不同的延迟分别规划Sink节点的移动轨迹。MATLAB仿真结果表明,与LEACH和LEAHC-C算法相比簇首的分布更合理,结合Sink节点的移动策略能有效均衡网络能耗,延长网络的寿命。     

一种改进的基于时间竞争成簇的路由算法

为平衡无线传感器网络中的簇头负载并进一步降低多跳传输能耗,文中提出了一种改进的基于时间竞争成簇的路由算法。该算法通过限制近基站节点成簇入簇,以防止近基站节点成簇入簇的节能收益无法补偿成簇入簇能耗;利用基站广播公共信息和基于时间机制成簇,以减少节点基本信息交换能耗;通过候选簇头中继来平衡簇头负载。候选簇头的评价函数综合考虑了剩余能量和最优跳数的理想路径,以期在保持中继负载平衡的基础上尽量降低多跳能耗。仿真结果显示,该算法较LEACH和DEBUC算法延长了以30%节点死亡为网络失效的网络生存周期,表明该算法在降低节点能耗和平衡负载方面是有效的。     

基于剩余能量和睡眠控制的改进LEACH算法

无线传感器网络（WSN）路由协议研究的一个重要的目标是如何在有限的能源下降低整个网络的能耗,提高网络的生存时间。以分簇路由协议LEACH为研究基础,提出了一种改进算法。该算法改进了簇首选择规则,引入协调件协议算法,通过在成簇阶段降低剩余能量低的节点被选择成为簇首的概率,在稳定运行阶段使簇首节点尽可能多的保持睡眠状态,从而降低了网络能耗。仿真结果表明,与原LEACH算法相比,改进的算法能够明显地延长网络生存时间。