无线传感器网络技术研究

对现有的LEACH算法进行了简单的介绍,分析了此算法的不足之处并进行了研究和改进.首先,从簇头数目的最优化入手对原有的LEACH算法进行了改进.其次,针对原有LEACH算法会造成簇头节点分布不均这一问题,以节点剩余能量为主要依据来选择簇头节点的改进算法,并采用多跳方式传输数据.仿真结果表明在网络生存时间方面,所提出的多跳能量感知路由算法优于LEACH协议.     

基于双簇头的无线传感器网络多跳路由协议

针对无线传感器网络分簇路由协议中簇头节点负载过重的问题,提出一种基于双簇头的多跳路由协议,该协议基于LEACH产生主簇头,然后根据节点的剩余能量及其与主簇头的距离产生副簇头,以负责数据转发的任务,减轻主簇头的负载,并在各副簇头之间形成簇间路由,将数据以多跳的方式传送到基站.仿真实验表明,与LEACH相比,该协议较好地均衡了网络的能量消耗,延长了网络的生命周期.     

能量有效的扇区划分LEACH改进算法

针对无线传感器网络生存期和能量有效性问题,提出了一种基于多跳传输和节点ID扇形分布的低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH)改进算法MHS-LEACH.该算法根据节点的剩余能量调整簇头,并按虚拟扇区分配簇头节点ID,使得某簇头节点在同一扇区内寻找其父节点,经过多次迭代与基站建立树形链路,实现了簇头节点与基站间的多跳通信.仿真结果表明,与LEACH算法和ID-LEACH算法相比,MHS-LEACH算法不仅有效地延长了无线传感器网络生存时间,而且使整个网络的能量消耗更加均衡.     

无线传感器网络中基于机会策略的蚁群路由协议

针对无线传感器网络节点能量受限的局限性,以设计高能效路由协议为目标,提出了一种基于机会策略的蚁群分簇路由协议.在分簇算法中引入能量估计的概念,优化网络分簇;融合能量等级及路由跳数,改进蚁群多跳路由的信息素更新规则,设计机会路由策略,降低额外网络控制开销.仿真实验结果表明,基于机会策略的蚁群路由协议能够提高网络使用效率,均衡节点能量消耗,从而延长网络的生命周期.     

基于能量受限的无线传感器网络路由设计

由于传感器节点能量的有限性,如何延长网络的生命周期是无线传感器网络(WSN)路由设计的主要目标.为解决LEACH协议存在簇头分配不均匀和能量消耗较大等问题,研究一种基于蚁群算法的无线传感器网络路由设计方法.主要采用节点能量来选举簇头,采用蚁群算法优化簇间路由以实现簇间通信.仿真结果表明这种方法优于LEACH算法,在降低能量消耗与延长网络生存周期等方面具有更好的性能.     

基于LEACH改进的多跳多路径分簇路由协议

在LEACH协议中,由于汇聚节点基站与簇首节点是单跳性传送数据,并且簇首节点的轮换具有随机性,使得能量消耗增加,出现了网络生命周期延长的问题,于是提出了基于LEACH能量高效的多跳多路径路由协议EMHMP。相比于原始的LEACH路由协议,本文提出的EMHMP算法中能量高的节点被选为簇首;节点的剩余能量、最小跳数和数据包大小决定了EMHMP算法中继节点的选取和最佳传输路径的选取。在备用路由表中选择数据传输路径;进而使得网络生命周期最大化。能量阈值的设计规则为剩余能量高的节点在簇首轮换时不需要进行轮换。Matlab仿真实验表明,与LEACH协议相比基站接受的数据总量提升了4.9倍,生命周期延长了约55%。     

基于E-CARGO的WSN成簇机制研究

在无线传感器网络中,节点的电量十分有限,降低节点的能耗、延长网络寿命是路由协议设计的重点.针对经典分簇路由协议LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)中簇头选取不合理以及节点能耗不均衡的问题,将传感器节点的剩余能量、分布位置等定义为约束,采用带约束的角色协同模型E-CARGO为分簇型无线传感器网络系统建模,在机制上实现对LEACH协议的改进.在传感器节点角色指派过程中,综合考虑节点的约束并结合LEACH算法为传感器节点进行角色指派.理论分析和仿真实验结果表明,改进后协议在可扩展性、灵活性、均衡节点能耗以及网络生命周期方面优于LEACH协议.     

无线传感器网络中LEACH协议的改进

针对低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH) 簇头选举的盲目性问题、簇内节点能量消耗不均衡问题以及一跳的通信方式造成的能量大量耗费问题,提出了基于"生命游戏"的LEACH协议改进算法. 通过对节点剩余能量的估算实现对簇头选举机制的优化,并提出"生命游戏"睡眠调度模型和利用邻居节点作为转发节点的多跳通信方式. NS2仿真结果表明,改进的协议有效延长了无线传感器网络的存活时间,提高了数据的发送量.     

一种基于能量均衡的分簇多跳路由协议EB-LEACH

针对经典LEACH协议中随机选取簇首造成簇的分布不均,簇首节点在选择时没有考虑剩余能量,簇首节点到汇聚节点采用单跳通信等不足,提出了一种基于能量均衡的分簇多跳路由协议EB-LEACH.该协议采取增设中继节点承担数据转发,分担簇首节点工作的方式来节省节点能量,从而可延长整个传感器网络的生命周期.利用NS2对改进协议EB-LEACH与原协议LEACH进行了仿真实验研究,结果表明:改进协议在网络寿命、基站接收数据量和能量消耗等方面较之原协议均有所改进.     

基于模糊K均值和自适应混合蛙跳算法的分簇路由设计

为了解决传统分簇路由协议中存在的能耗开销不均衡和簇头选举不合理的问题,提出了一种基于模糊K均值和自适应混合蛙跳算法的WSN负载均衡分簇路由协议。首先,Sink节点收集各子区域的节点位置信息,并行运行模糊K均值算法将网络区域分为若干大小规模不同的簇,并将数据中心拟合到初始簇头节点。然后,以最大化节点剩余能量和最小化节点与簇头以及簇头与Sink节点的距离为目标定义了适应度函数,采用改进的自适应混合蛙跳算法对簇头进行寻优,并将最优解作为最终的簇头。最后,设计了最小跳数路由算法获得各簇头到Sink节点的最小跳数路由。采用NS2仿真工具对该方法进行仿真,实验表明:该方法具有较长的网络生命周期,较其它方法延长生命周期30%以上,具有较大的优越性。     

改进无线传感器网络路由算法

无线传感器网络是由能量有限的节点组成,高效节能的路由算法是无线传感器网络的基础。针对低功耗自适应分簇（LEACH）路由算法在选择簇首节点及通信过程中能量消耗大的不足问题,提出了一种改进的LEACH路由算法。引入节点剩余能量因素参与簇首节点的选择,有效地降低剩余能量较小的节点成为簇首的可能性,节点之间的数据传输采用单跳和多跳相结合的通信方式,也降低了传感器网络能耗。     

基于WSN的风力发电运行监测系统LEACH协议改进研究

本文首先介绍了基于WSN的风力发电运行监测系统的结构,针对风电场的特殊模型,提出了使用LEACH协议作为其路由协议的方案.针对LEACH协议中簇头节点能量消耗过大和簇头节点与基站通信距离长的特点,提出以节点剩余能量来作为簇头节点选取的标准,同时通过限制簇内节点数目,在传输中提出簇内单跳、簇间多跳的路由方式,以减少簇头能...     

无线传感器网络LEACH协议的研究改进

无线传感器网络(WSN)数据传输离不开路由协议,路由协议是其组网的基础。由于WSN是一种资源受限网络,尤其是能量的受阻,因此路由协议必须维持较小的路由信息并尽可能的减少能耗。对于LEACH算法没有考虑节点的剩余能量、簇头位置分布、簇头与汇聚节点间直接传输数据等缺点,提出了一种改进协议LEACH-LOMUC。改进协议主要思想是在候选簇头选举时考虑节点剩余能量、节点到基站距离,簇在形成时考虑了簇头规模、能量以及簇头与基站的间距。同时在簇头之间通信距离过大时引入中继节点协助数据传输。MATALB仿真结果表明,LEACH-LOMUC协议有效节约能量,延长网络生存周期。     

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%．     

基于萤火虫算法优化FCM的WSN路由算法

针对无线传感器网络节点能源有限,容易出现能量负载不均衡的问题,提出了一种基于萤火虫算法优化模糊C均值(FCM)的无线传感器网络(WSN)路由算法(FFACM),优化了分簇路由算法中的分簇阶段和簇间路由建立阶段。在分簇阶段,使用萤火虫算法计算初始聚类中心,避免模糊C均值算法因初始聚类中心而陷入局部最优的问题。在选择簇首节点上,建立关于剩余能量和距离的适应度函数,选取适应度值最大的节点作为簇首节点并动态更新。通过计算节点间的链路代价并根据剩余能量和到sink节点的距离建立代价函数,选择代价函数值最小的节点建立簇间多跳路由,使得簇首节点的负载降到最低。从仿真实验结果可知,相比于其他无线传感器网络的路由算法,FFACM算法能有效均衡网络负载,降低节点能耗,从而延长网络的使用周期。     

基于距离向量的改进WSN路由算法

针对无线传感器网络多对一的路由特点和LEACH(low-energy adaptive clustering hierarchy, LEACH)协议簇建立阶段的信息交换特性,提出了一种基于距离矢量的改进路由算法。该算法不再从邻居节点开始初始化路由表,也不需要建立网络中任意两点之间的路由路径,在簇的建立阶段,通过簇首信息的广播,各簇首获得其他簇首的一些信息,这可以用来简化协议,从而降低了协议实现所需的能耗。在J-sim仿真平台上对算法进行了仿真研究。仿真结果表明本研究提出的改进路由算法能够显著延长网络的生命周期,并使死亡节点的分布更均匀;在考虑电路损耗、CUP损耗和状态转换等方面的能耗后,该算法仍具有改善无线传感器网络性能、延长网络生命周期的潜能。     

基于节点权值的簇头选举优化算法

LEACH是无线传感器网络中一种经典的降低网络耗能的分簇路由算法,该算法可有效的延长网络的生命周期,具有平面路由协议无可比拟的优越性。但其簇头选举机制是随机的,没有考虑候选节点的剩余能量等因素。本文基于LEACH提出了一种改进算法,通过节点权值来选择簇头,权值是本轮候选节点的剩余能量、节点密度和距离基站远近的一种数学关系的度量。依此来均衡网络负载,延长整个网络的生命周期。     

基于转发节点的无线体域网节能策略研究

针对无线体域网的能量受限问题,该文提出了一种利用转发节点来平衡网络能耗的分簇路由算法CRSURN.该算法在单跳路由、多跳路由以及LEACH的基础上,综合考虑了节点的通信距离、数据速率以及簇头选定对网络能耗的影响.仿真结果表明,该方法相比于其它路由算法,在整个网络和单个节点中都拥有更长的生存时间.