多信道无线传感器网络节点传输调度方法

针对生成树结构的无线传感器网络功耗过高的问题,提出了一种多信道无线传感器网络节点传输调度方法。该方法可以对入口数据进行聚合,并仅向出口发送一个聚合数据包,将给定路由拓扑的无线传感器网络调度问题转化为二元线性规划问题加以合理解决。仿真结果表明,该方法与现行调度方法相比具有显著的优势。     

一种无线传感器网络分层拓扑推断算法

无线传感器网络中网络拓扑对配置网络资源、优化网络性能具有十分重要的作用.根据在汇聚节点收集到的网络节点报文接收/丢失的信息,提出了一种基于数据聚合的分层拓扑发现算法,该算法同时可以实现对传感器网络节点的分层.针对目前的拓扑发现算法在网络链路丢包率较低的情况下无法快速推断出网络拓扑的问题,提出了一种使部分节点进入睡眠状态的方法推断低丢包率条件下的网络拓扑.仿真结果表明,提出的算法可以利用较少的观测数据准确快速地推断传感器网络的拓扑.     

无线传感器网络的数据存储与查询技术

针对无线传感器网络中的数据特点,介绍了无线传感器网络的总体结构和功能,对传感器网络中的外部存储、本地存储和数据中心存储等3种数据存储方式的通信成本进行了比较,研究了无线传感器网络的数据存储与查询优化技术,并举例说明了几种查询优化方法.     

考虑网络吞吐量的异构无线传感器网络分簇路由算法

针对在异构无线传感器网络信息聚类过程中,当层数为3～5层时,存在网络吞吐量较低的问题,提出一种异构无线传感器网络分簇路由算法.分析异构无线传感器网络能耗的无线电一阶模式,构建异构无线传感器网络的能耗模型.当簇群请求节点接收到发送于簇头的码分多址编码与时分多址时隙后,转发数据并使其稳定传输;引入狼群算法建立路由路径,实现异构无线传感器网络分簇路由算法优化.结果表明,异构无线传感器网络层数为3～5时的网络吞吐量均得到提高.     

WSN中基于虚拟静电场的多sink路由算法

根据无线传感器网络(WSN)中数据转发与静电场中电荷移动的相似性,将sink节点和传感器节点的监测数据分别抽象成正、负电荷,无线传感器网络被抽象成由sink激发的虚拟静电场.以最大化网络生存时间为目标,以虚拟静电场中的静电引力作为路由选择标准,提出了多sink无线传感器网络路由算法.算法综合考虑传感器节点能耗的有效性和均衡性,以及sink的负载平衡,根据sink的邻居节点和传感器节点的剩余能量,为sink和传感器节点的数据分配相当电量的正、负电荷,依据电荷间的静电引力进行路由选择.理论分析与仿真实验结果表明:该路由算法具有较低的时间复杂性,能够有效的均衡节点的能量消耗,延长网络生存时间.     

分簇传感器网络生命期问题研究

文章将网络生命期表述为通信能量消耗和数据融合能量消耗的函数,分析了在同构传感器网络中不同通信方式下的网络生命期性能.这将对今后无线传感网络的部署和协议的设计具有十分重要的意义.     

基于能效信息业务的定向扩展SPIN路由方法

现有无线传感器网络的路由协议大多基于通用的Mesh路由考虑,在能效信息网络中,数据采集测量节点、能效信息业务量以及节点的位置相对固定,从而导致传统的无线传感器网络路由方法在能效信息网络中运行效率不高.针对能效信息网络的上述特点提出一种基于能效信息业务的新型路由方法(SPIN-DD),在SPIN路由协议的基础上融入定向扩散路由机制的基本思想,在能效终端与能效数据集中器之间建立了高效的通信连接.通过四节点仿真拓扑说明SPIN-DD的路由协议更新与配置过程,并进行SPIN-DD最佳路由长度的优化分析.在OMnet平台中搭建了能效信息采集网络仿真平台,对所提出的方法进行了验证.仿真结果表明,与已有方法相比,SPIN-DD在路由传播与路由更新时减少了不必要的邻居关系维护,具有更短的数据传输延迟以及更少的网络开销.     

基于能耗转移与数据作用力的无线传感器网络节能修正算法

针对无线传感器网络能量受限的问题,提出通过判断传感器节点状态阈值来改变其状态的方式,将能耗最大路径的能耗分散到其他能耗相对较少的路径上,以便增加网络整体生命周期的节能修正算法。通过实验分析无线网络传感器路由算法得到传感器节点数据传递量与发生相应数据传递量的节点数量的概率之间的关系曲线,并给出了其影响参数及特征,获得了网络中能耗最多节点的分布特点,根据该特点,确定节能修正算法中的阈值。由于该算法本身消耗能量,给出数据作用力的概念,应用该概念降低算法自身的能耗。实验结果表明,该算法降低了无线传感器网络能耗,增加了网络生命周期。     

基于非合作博弈的簇间能量优化路由算法研究

针对无线传感器网络(WSNs)的簇间路由进行详细研究,指出目前簇间路由中存在的能量耗散不均衡问题.通过实际例子指出簇间能耗不均的原因,即各个簇头节点的自私性导致数据流量分布不均,进而引发能耗的分布不均.在此基础之上,提出规范各个簇头节点行为的非合作簇间路由博弈模型,得出并证明该博弈的Nash均衡点(NEP).然后基于此博弈模型提出本文的路由算法——基于非合作博弈的簇间能量优化路由算法EIRNG.最后,进行详尽的仿真实验,分别针对网络的能量效率以及网络性能进行横向及纵向对比,实验结果表明,通过引入平衡因子θ_i,各层簇头可选择最优数据转发量,从而网络中的簇头之间的能量消耗趋于均衡.与经典分簇算法PEGASIS以及作者前期工作EEREG相比,采用EIRNG时网络生命期可延长分别为74.1%及8.6%.因此,基于非合作博弈的簇间路由能量优化算法EIRNG可有效地提高能量效率以及提高网络的性能.     

无线传感器网络的最优安全性跳数算法研究

在分析了最小跳数路由算法的局限性基础上提出了最优跳数算法,该算法充分考虑了无线传感器网络的跳数、能量、负载问题,以求在三者平衡中达到网络路由的最优。通过对最优跳数算法进行的仿真,显示研究成果可以有效地提高无线传感器网络路由的可靠性和稳定性,能够达到平面路由算法的最好效果,即通过传输数据量较小的邻点信息表,就可以高效、可靠地传输有效数据,得到很高的有效数据率。     

延长无线传感器网络生存周期的跨层算法

为了延长无线传感器网络(WSNs)的生存周期,提出了联合优化物理层和网络层的跨层算法.首先通过物理层的功率控制方法,初步确定可能参与通信传输的传感器节点候选集;然后在节点候选集中,综合考虑传感器节点的接入概率、端到端通信链路的单跳成功传输概率和端到端通信链路的能量效率,以达到均衡性地进行网络层路由选择的目的,实现传感器网络的端到端通信传输过程.仿真结果表明,在保证能量效率的同时,该算法可以有效地延长无线传感器网络的生存周期.     

无线传感器网络能量均衡路由算法

针对无线传感器网络中节点能量利用不均衡的特点,对其拓扑结构进行分析,建立了路由模型,结合普通遗传算法的基本原理,提出一种基于多目标遗传算法的无线传感器网络路由优化方法.在选择通信链路过程中,综合考虑传输路径的能耗和路径中节点的剩余能量等因素,采用多目标遗传算法求解一条能耗低且剩余能量较充足的路径作为数据传输路径,实现网络中节点能量的均衡化.仿真结果表明,该优化机制有效延长了网络的生命周期,改善了网络的性能.     

一种基于无线传感器网络分簇路由的改进算法

为了提高无线传感器网络能量的有效性,延长网络生命周期,在分析了无线传感器网络路由协议中的LEACH算法和SEP算法机理的基础上,提出了改进型SEP算法．改进型SEP算法能够在能量异构的网络模式下,通过改进选举簇头机制,提高了剩余能量较高的节点当选为簇头的概率,增加了选举簇头节点的合理性,有效地均衡了网络中的节点能耗,延长了网络的生命周期．实验结果表明：改进后的算法与LEACH算法和传统的SEP算法相比,在平衡节点能量和延长网络寿命方面具有更加优越的性能．     

可靠传感网聚类路由算法研究

为延缓传感器网络寿命，提高能量使用效率，提出一种新的能效高的可靠聚类路由算法--多类头方法的传感网 聚类路由算法.该算法采用每个类多类头节点共同承担类头节点的作用--收集数据、融合数据并发送数据包到基站，来 解决单类头节点因故障等原因带来的不可靠而导致的能量损失，以及改善网络能量使用效率和提高数据传输可靠性.在仿 真环境下，该算法与单类头方法的聚类路由算法进行了比较，结果表明，该算法改善了能量消耗均衡性，提高了能量使 用效率以及类头节点数据传输可靠性，从而也延长了网络寿命.     

WSNs中基于协作通信的分簇路由算法研究

针对无线传感器网络数据信息传输可靠性,提出一种无线传感器网络中基于协作通信的分簇路由算法。该算法主要对分簇、簇间路由和簇内路由三个阶段进行了设计,依据信噪比寻找满足网络数据传输可靠性的最佳路由,实现源节点和目的节点之间的协作通信。仿真结果表明,无线传感器网络中基于协作通信的分簇路由算法能够有效地优化网络路径,提高频谱利用率,增强数据信息传输的可靠性。     

Routing optimization of the wireless sensor network with energy and path constraints

An algorithm for routing optimization of an energy and path constrained wireless sensor network is proposed to solve the energy limitation problem which is caused by the frequent use of a single path by traditional wireless sensor network routing algorithms. By considering the load balancing and energy efficiency of wireless sensor networks, the concept of flight feasible domain is introduced to achieve efficient data transmission. Furthermore, energy and distance factors are added to ensure uniform and reasonable energy distribution among network nodes, so that the low-power and energy-efficient functional requirements of the wireless sensor network are satisfied. . Experimental results show that the proposed method can improve the network load balancing effectively, avoid the network segmentation caused by premature exhaustion of some nodes, and prolong the lifetime of the network.     

Prediction-based energy-efficient target tracking protocol in wireless sensor networks

A prediction based energy-efficient target tracking protocol in wireless sensor networks (PET) was proposed for tracking a mobile target in terms of sensing and communication energy consumption. In order to maximize the lifetime of a wireless sensor network (WSN), the volume of messages and the time for neighbor discovery operations were minimized. The target was followed in a special region known as a face obtained by planarization technique in face-aware routing. An election process was conducted to choose a minimal number of appropriate sensors that are the nearest to the target and a wakeup strategy was proposed to wakeup the appropriate sensors in advance to track the target. In addition, a tracking algorithm to track a target step by step was introduced. Performance analysis and simulation results show that the proposed protocol efficiently tracks a target in WSNs and outperforms some existing protocols of target tracking with energy saving under certain ideal situations.     

WSN中六边形集中式分簇多跳路由协议

针对节点随机分布的大规模无线传感器网络,提出了一种六边形集中式分簇多跳路由协议(HCCM)．基站根据能耗确定簇内平均节点数,并以合适的边长确定六边形完成初步分簇; 根据簇内的节点数进行分簇优化;依据节点剩余能量选择簇头及传输路径,分配合适的时隙以多跳形式完成信息的传输．仿真结果表明,与LEACH协议及其改进的协议(DE-LEACH)相比,在小规模网络中,协议HCCM延长了网络寿命,但接收的数据包数较少,性能略差; 在大规模网络中,协议HCCM提高了网络性能,比改进的协议(EECT)网络寿命延长了15%,接收的数据包增加了9.5%．     

基于Agent的高效无线传感网络路由算法

将Agent技术应用于无线传感器网络中,提出一个基于Agent的能量有效路由协议,兼顾数据融合、路由选择和节约能耗三项功能,仿真结果显示,该方案能够使网络中节点能量消耗更平衡,从而更有效地延长网络的使用寿命。     

基于LEACH协议的簇头辅助路由算法

为了平衡无线传感器网络的负载,延长网络生存时间,针对大规模无线传感器网络场景,对低能量自适应分簇分层协议进行改进,提出一种簇头辅助路由算法。新算法采用控制信息与数据信息分离的思想,由簇头实现控制信息处理的功能,由簇内聚合节点和簇间转发节点实现数据的融合、转发功能。仿真结果显示,在大规模无线传感器网络场景下,该算法比低能量自适应分簇分层协议的网络寿命和数据接收总量均有明显提高。