无线传感器网络移动代理路由算法的仿真研究

路由选择问题是无线传感器网络中的核心问题.针对无线传感器网络节点能景、计算能力和通信能力有限等特点,为了降低能量开销和延长网络的生命周期,将蚁群算法和移动代理技术结合.提出一种新的无线传感器路由算法.考虑节点之间距离、路径能量消耗和节点剩余能量情况,使网络中的能量消耗更加均衡,同时对蚁群信息素更新规则进行了改进,加快了蚁群算法收敛到最优解的速度.仿真结果表明,与其它移动代理路由算法相比,算法在全局性和收敛速度方面都有所提高,有效地减少冗余数据传输,降低通信消耗,延长网络的生存周期,为路由传感器设计提供了参考.     

基于分簇的高能效无线传感器网络时间同步算法

针对经典时间同步算法应用于无线传感器网络时主要是提高同步精度而忽略网络能耗的问题,提出了一种基于分簇的高能效无线传感器网络时间同步算法.该算法基于分簇的网络拓扑结构,基站与簇首采用改进的双向同步机制传播同步消息包,簇首与簇内节点采用双向同步机制与被动监听相结合的方式完成时间同步,减少了消息包传输的数量,同时设计了同步分组延迟的周期更新因子,进一步减少了报文开销.仿真结果证明:该机制能减少同步报文开销,降低网络能量消耗,保证良好的同步精度.     

无线传感器网络分布式节点定位算法研究

深入分析比较了在无线传感器网络领域中有代表性的4种分布式定位算法,着重关注了算法的能量消耗问题。节点的能量消耗主要由计算和通讯开销组成,对于算法的计算复杂度和通讯开销,做出了定量的分析。在此基础上,对未来的研究与算法的改进提出了建议。     

基于分簇算法能量优化的研究

分簇算法是有效解决无线传感器网络节点能耗受限与不同节点能量开销不平衡问题的主要方法之一.分簇算法中簇群成员节点和簇首的通信方式与簇群的拓扑结构决定整个簇群的能量消耗速度.通过建立簇半径与能量消耗关系模型,基于不同的约束条件和优化目标,优化簇半径取值使网络能耗达到最小化.方法仿真结果表明选取适当的分簇半径能够减少网络的能量消耗,均衡网络负载,延长网络的生存期,对无线传感器网络的能量优化设计有一定的参考价值.     

无线传感器路由算法的应用研究

研究无线传感器路由算法,由于网络流量的突变性、时变性,传统无线传感器路由算法不能适应网络流量变化规律,导致网络信道竞争严重不公平、多边界问题和能量浪费严重,无线传感器网络生存时间过短.为了更好适应网络流量变化规律和有效延长网络生存时间,提出一种改进的无线传感器路由算法.算法首先对传统无线传感器路由算法退避机制进行改进,使信道竞争更加公平,以应对网络流量时变性,然后采用自适应占空比机制适合网络流量突发性,最后一个周期内同时发送多个数据组的调度方法,防止边界节点问题发生,从而使网络节省能量开销.在NS2仿真平台上进行了仿真,结果表明,改进S-MAC路由算法提高了网络平均吞吐量,使信道竞争更加公平,减少能量消耗,延长了网络生存时间.     

无线传感器网络地理协同通信算法

针对无线传感器网络能量有效性和协同通信节点选取问题,提出基于位置的无线传感器网络协同通信算法(CCABL).该算法通过距离参数选取协同节点及其成员节点,并引入数据融合和分簇思想.协同节点融合成员节点数据,采用F/R(forward/reverse)协同通信传输数据.理论分析和NS2仿真验证表明,与数据融合算法和LEACH分簇算法相比,CCABL算法不仅有效地提高了能量有效性,而且节点能量消耗更加均衡,网络生存期长,同时算法实现简单,控制开销低.     

Sink节点自适应位置更新在无线传感器网络中节能的优化

在无线传感器网络中,移动Sink节点可用于平衡无线传感器网络节点的能量消耗,降低无线传感器网络中的能量消耗;但是,Sink节点颇繁的位置更新又会导致传感器网络节点的能量消耗和数据流传输中的阻塞;提出了一种新的解决方案--自适应移动Sink节点的位置更新算法(ALURP),以解决此问题;当一个Sink节点移动时,它只需要在一定小范围空间中进行信息更新而不是以往的在整个网络中;理论分析和研究表明,这种设计方案会减少消耗在每个传感器节点上的能量,也缓解了无线传输数据流中的拥挤,可在大型无线传感网络中使用.     

基于能量效率的无线传感网络分簇算法

由于无线传感网络中传感器节点能量受限,提出基于能量效率的无线传感网络快速分簇算法(EECA),在系统初始化阶段把部署区域快速分成多个簇,随后以权衡节点自身能量消耗比和度作为选择簇头节点的依据,这时候的重新选举簇头节点变成了一种局部触发的行为,由于重新选举簇头节点只在簇内进行,这大大减少了重新选举簇头节点的复杂性和计算负载.理论分析表明EECA簇形成算法的消息和时间复杂度均为O(1),说明算法的开销较小,与网络的规模n无关.仿真实验结果表明EECA具有良好的负载平衡性能和较小的协议开销,与LEACH协议相比,能够减少能量消耗,延长网络生存期.     

无线传感器网络数据链路层设计模型

无线传感器网络是一种与传统网络不同的、具有能量有限、自组织等特点的无线Ad Hoc网络,其网络协议的没计面临新的挑战。该文采用信息融合与多传感器管理的策略,采用UML建模工具进行分析,提出了一种无线传感器网络数据链路层设计模型,通过减少控制包的开销,优化传感器结点有效数据的传输和能量消耗等,从而使数据的传输与差错控制、能量消耗等性能得到改善。     

高精度低功耗无线传感器网络时间同步算法

通过对无线传感器网络参考广播同步（RBS）算法的研究,针对RBS多跳算法网络开销大和不能实现全网同步的问题,在基于环形网络拓扑的参考广播环形同步（RBRS）算法基础上,提出一种改进的RBRS （IRBRS）算法.该算法引入可变周期同步法：根据贝叶斯最大后验估计原理,估算出最大相位偏差来决定同步周期,从而减少节点同步次数,并且采用最小二乘线性回归法,周期性拟合时钟偏移.运用Matlab环境进行仿真,仿真结果表明：IRBRS算法同步精度显著提高,并且能量消耗显著减少,更有利于延长无线传感器网络的寿命.     

基于LEACH的WSNs分簇优化策略

针对LEACH算法中能量消耗不均匀的缺陷,本文提出了一种改进的路由协议来提高无线传感器网络的能量效率。在簇首选择阶段,引入节点剩余能量和初始能量来调节传感器节点随机数的大小;在成簇阶段,该算法将节点的剩余能量和距离汇聚节点的远近作为成簇的依据,使簇首的分布更加合理;在数据传输阶段,将节点与汇聚节点之间的距离及节点的剩余能量相结合,提出一种单跳与多跳相结合的传输方式,从而减少了能量消耗。仿真实验表明,改进后的算法能够更好的减少能耗,延长无线传感器网络的生命周期。     

无线传感器网络改进型节点定位算法的研究

无线传感器网络节点位置信息对于事件监测起到至关重要的作用,节点定位技术是无线传感器网络应用的支撑技术之一。为了提高无线传感器网络节点定位的精度,同时减少定位计算过程中的能耗,在RSSI,HCRL定位机制分析的基础上提出了一种改进型的节点定位算法:接收信号强度比定位算法(RSS-RL),通过仿真试验显示:RSS-RL定位算法不仅降低了节点定位复杂度,而且,提高了定位精度。     

融合RFID 的无线传感器网络节能研究

针对节省传感节点能耗和均衡整个网络中各节点能耗的问题,该文提出一种融合射频识别设计与优化路由协议的无线传感器网络节能方法。该方法首先采用RFID标签和阅读器分别与无线传感器网络节点以及无线设备融合,然后对该融合策略进行分析与设计,最后结合了LEACH算法的思想。实验仿真表明,新方法在延长整个网络生命周期和降低整个网络中的能耗方面明显优于LEACH算法。     

基于地理信息静态分簇的无线传感器网络路由算法

通过路由算法减少节点的能耗、延长网络的寿命是无线传感器网络的研究重点之一。探讨了能量高效的分层无线传感器网络路由算法,提出一个基于地理位置信息静态分簇,根据节点剩余能量及节点在簇内的位置选择簇头的分层路由算法(GSCH),适用于静态无线传感器网络。仿真实验结果表明该路由算法有效地减少分簇成形及簇首选择的能耗,延长了整个网络的寿命。     

能量有效的无线传感器网络动态任务调度算法

为减少无线传感器网络任务调度的能量消耗,平衡网络负载,提出能量最小化的动态任务调度算法。在感知动态环境的基础上,将传感器网络节点的覆盖率、可调度性等作为该问题的约束条件。将改进后的蚁群算法应用于任务调度算法中,通过迭代得到最优分配方案,引入信息熵提升剩余能量充沛的节点执行任务的几率。仿真结果表明,该算法在降低任务分配的执行时间、能量消耗量及优化网络负载平衡方面取得了较好的效果。     

基于无线传感器网络的定位系统设计

无线定位应用需求日益增长,研究无线传感器网络的定位应用具有重要意义。首先介绍基于无线传感器网络的定位系统的软硬件结构,然后从能量消耗、网络通信量和可靠性等方面来分析和选择移动结点的工作方式,并提出了使信标结点实现动态快速组网、提高网络通信效率和通信链路稳定性等所采取的措施,最后给出了在TinyOS下传感器结点的程序结构和实现,以及在服务器端实现的改进的加权质心定位算法。     

An Energy Efficient Clustering Scheme for Data Aggregation in Wireless Sensor Networks

In wireless sensor networks, a clustering scheme is helpful in reducing the energy consumption by aggregating data at intermediate sensors. This paper discusses the important issue of energy optimization in hierarchically-clustered wireless sensor networks to minimize the total energy consumption required to collect data. We propose a comprehensive energy consumption model for multi-tier clustered sensor networks, in which all the energy consumptions not only in the phase of data transmissions but also in the phase of cluster head rotations are taken into account. By using this new model, we are able to obtain the solutions of optimal tier number and the resulted optimal clustering scheme on how to group all the sensors into tiers by the suggested numerical method. This then enables us to propose an energy-efficiency optimized distributed multi-tier clustering algorithm for wireless sensor networks. This algorithm is theoretically analyzed in terms of time complexity. Simulation results are provided to show that, the theoretically calculated energy consumption by the new model matches very well with the simulation results, and the energy consumption is indeed minimized at the optimal number of tiers in the multi-tier clustered wireless sensor networks.     

基于非均匀分簇和信息熵的无线传感网络路由算法

针对无线传感网络分簇算法中能量分布不均衡导致的“热区”问题,提出一种基于非均匀分簇和信息熵的路由算法。在簇头选举和竞争半径计算过程中综合考虑节点能量、节点密度和节点距基站距离,均衡簇头能耗以延长生存时间。采用簇间单跳多跳混合通信的路由规则,减少簇间通信能耗。对节点信息熵进行数据融合,引入融合权重系数减小数据融合的不确定性,提高数据融合效率。仿真结果表明,与LEACH、EEUC和EBUCA相比,该算法能够有效均衡网络能耗,延长网络生命周期。     

基于模糊区域宽松距离的改进GEAR传感网络均衡算法

传感节点的有效选择对无线传感网络通信有着重要影响。在分析传统的GEAR传感节点分配算法基础上,提出基于模糊区域宽松距离的改进GEAR传感网络均衡算法。运用一种基于节点模糊区间划分,伴随节点运用一种宽松距离的方法进行逼近,依靠得到的模糊节点可靠性隶属度函数,完成对节点的最终选择,从而避免传统GEAR节点分配算法中单纯依靠地理位置与能量开销等先验知识进行节点选择的弊端。实验验证该方法的通信能量消耗曲线趋势要低于传统GEAR算法,能有效调节传感网络的拥塞。     

无线传感网络中移动节点定位技术研究

现有的定位方式因为需要建立网络模型和能量消耗不平均的现象,故不适用于有少量节点随机移动的无线传感网络.针对此类无线传感网络中各节点的定位问题,在分析了定位的计算复杂度和能量损耗的前提下,提出了分簇定位算法,在簇的范围内对发生移动的节点采用接收信号强度测距(RSSI)与质心定位相结合(CLA)的方法进行定位.分析与仿真结...