一种能耗均衡的无线传感器网络分簇算法

以无线传感器网络中的LEACH和HEED分簇算法为背景,提出一种基于能耗均衡的自适应网络分簇算法EBACA。算法的主要特点是传感器节点根据自身状态信息自主竞争簇头,簇头选择标准考虑了随机概率与节点剩余能量结合,并引入了节点能量预测和能量阈值;为均衡各个节点的能耗,通过重新规划时间片来调节节点的工作频率;为减少簇头的能量开销,簇头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基站。设计的目标是均衡网络能耗,进而最大化网络寿命。分析和仿真结果表明,相对于几种重要的分簇算法,如LEACH和HEED,EBACA在平衡节点能量消耗和延长网络寿命方面具有更优越的性能。     

模糊边缘检测无线传感器网络分簇算法

针对传统分簇算法簇头选举仅单一考虑节点位置或能量分布的问题,提出了一种基于模糊边缘检测的无线传感网络分簇算法,该算法综合考虑拓扑边缘信息和节点能量分布,根据网络能量分布情况调整带宽内边缘节点参与簇头选举的概率.仿真结果表明,该算法簇头选举相对于LEACH算法分布更加合理,有效延长网络生命周期.     

基于能量的EBAPC分簇网络拓扑控制算法

低功耗自适应集簇分层型协议LEACH算法对簇头的选择具有随机性,并且没有综合考虑节点的剩余能量、分布位置。为此,提出一种基于能量的仿射传播聚类EBAPC分簇拓扑控制算法。对适应度因子重新进行定义,借鉴仿射传播AP聚类算法中聚类中心的选择策略,簇头选择综合考虑无线传感器网络节点的剩余能量和节点之间的距离因素。仿真实验结果表明,EBAPC算法较LEACH算法分簇更均匀,簇头选择更合理,网络中能量的消耗更均衡,从而延长网络寿命。     

一种基于负载均衡无线传感器网络节能分簇算法

由于无线传感器节点的能量是有限的,如何延长节点和网络的工作寿命成为一个很关键的问题.LEACH算法采用本地簇头随机轮转机制将能量负载分担给网络中的所有传感器节点,但是,簇头选举的随机性和簇内节点数目的不均衡可能导致某些节点过快耗尽能量而死亡.本文提出了一种基于负载均衡的簇头选举方案,采用粒子群优化(PSO)算法先行分簇,然后考虑能量和距离再推举出簇头.仿真结果表明,该算法比LEACH更有效地平衡了能量消耗,并显著延长了网络的存活时间.     

能量优化的无线传感器网络LEACH算法

针对无线传感器网络(WSNs)的经典路由算法LEACH中存在簇头节点选举不合理,导致节点加速死亡、网络寿命缩短的问题,提出了基于能量和连通度的LEACH(LEACH-EC)算法.该算法主要在簇头选举时,同时引入节点的剩余能量和连通度两个因子,采用修改阈值的方法,优化簇头选举,从而避免低能量和低连通度节点担任簇头的可能性.仿真实验结果表明:该算法均衡了整个网络能量消耗的比例,延长了节点和网络的寿命.     

传感器网络中一种能量有效的簇头选择机制

针对LEACH算法存在簇头节点个数和位置分布不稳定的现象,在簇头节点的选择过程中,充分考虑簇头节点的残余能量因素,通过设定簇头的能量阈值防止低能量的节点成为簇头。改进的算法解决了LEACH簇头选择算法存在的簇头节点可能能量不足的问题,从而达到均衡网络能量消耗,延长网络寿命的目的。仿真实验采用改进算法的网络与采用LEACH、DCHS以及LEACH-H算法的网络的比较结果,说明改进算法具有更好的收敛性,实验数据表明该算法能最大限度地均衡利用网络的能量,延长无线传感器网络的寿命。     

基于质心的LEACH改进算法

对无线传感器网络而言,网络生存时间是衡量网络性能的关键指标。为延长传感器网络寿命,提高能量使用效率,提出一种基于质心的LEACH改进型算法。利用在网络中加入一定量的信标节点并结合改进的Euclidean定位算法确定网络中各节点的相对位置,网络在LEACH算法分簇并确定一个簇头(副簇头)的基础上,基于簇内节点的相对位置在质心区域内选举另一个簇头(主簇头)。主簇头负责收集数据,并把融合后的数据发送给副簇头,由副簇头将数据转发给其它簇或基站。仿真结果表明,该算法有效均衡了网络负载,延长了网络生存时间。     

传感器网络中一种基于节点平均能耗的分布式簇头选取算法

在分簇路由协议中,延长传感器网络的寿命在很大程度上依赖于簇头节点选择的合理性。通过对LEACH算法的改进,提出了一种基于传感器节点的每轮平均能量消耗的分布式簇头选取算法。算法在簇头选取时除了考虑节点轮流成为簇头的问题之外,同时还考虑了各节点平均每轮成簇及工作消耗的能量。仿真实验表明,新算法能比LEACH、DCHS等算法更有效地降低网络的能量消耗,均衡网络能耗水平,从而可进一步提高传感器网络的生命周期。     

基于细胞膜优化算法的WSN分簇协议研究

针对无线传感器网络能量受约束的问题,为实现节点均衡能耗,平衡网络簇头分布,并最大限度地延长网络寿命,提出一种基于细胞膜优化算法的无线传感器网络能量均衡分簇协议。细胞膜优化算法具有良好的全局寻优和快速收敛能力,通过浓度与能量因素对节点进行划分,并结合距离因素完成全局均衡分簇,能够解决传感器网络中簇头分布不均匀、全局能耗不均衡等问题。实验结果表明,该协议具有对无线传感器网络进行快速全局均衡分簇的能力,且与LEACH算法和LEAH-C算法相比,在均衡节点能耗和延长网络生存周期等方面具有更好的性能。     

一种聚类区域自适应调整的WSN能耗均衡分簇算法

详细分析LEACH协议,针对LEACH协议随机产生簇头导致网络中出现局部区域簇头分布不均、簇的规模不一、整个网络能耗不均衡、网络寿命缩短等问题,提出了一种聚类区域自适应调整的WSN能耗均衡分簇算法。在算法的选举簇头阶段,将节点剩余能量、备选簇头与邻居簇头的间距相结合作为判据参数;在成簇阶段,将节点预加入的簇头到基站的距离考虑在内,比较多个数据流向,采用节能最优路径策略。仿真结果表明,该协议能够有效均衡网络各节点能耗,显著延长了网络生存时间。     

一种异构传感器网络下的节能分簇路由算法

无线传感器网络存在着严重的能量约束,传统同构的传感网络路由协议和算法不适合异构网络,因此,设计异构传感网络下的节能路由算法具有现实意义。研究两种不同类型传感器节点构成的,具有不同的初始能量和不同感知数据能力的异构网络中基于簇头预测的节能分簇路由算法ECAH。根据簇内节点的剩余能量、能量消耗速率和跟上一轮簇头的距离预测出下一轮簇头,有效地减少了控制报文数量,降低了系统开销,节约了能量。仿真结果显示,在异构的网络中采用ECAH路由算法比LEACH算法网络生存时间大约提高了23%。     

基于矢量的无线传感网络能量有效配置算法

无线传感网络的能量消耗决定了网络的使用寿命,如何通过有效节点配置来尽可能地延长网络的生命周期是一个极具挑战性的研究课题.首先提出了一个基于一维网络模型的能量有效节点配置算法,并在将其扩展到二维平面模型的基础上,提出了一个基于矢量的中继节点放置算法.该算法在感应源节点位置和中继节点数给定的情况下,通过计算中继节点的位置得到整个网络的能量有效配置.模拟实验结果表明,在源节点和中继节点数之比为1∶2时,该算法得到的网络能耗比常规配置算法节省50%左右,该结果已在实现的火灾预警系统中得到应用.因为实际应用系统中,基于成本的原因,节点数规模总是受限的,因此该算法对构建低成本的无线传感网络应用系统具有重要意义.     

基于能量均衡的最大化覆盖目标算法

目标覆盖问题是无线传感网络WSNs(Wireless sensor networks)最重要的问题之一.每个目标至少被一个传感节点覆盖,为此提出基于能量均衡的最大化覆盖目标EMNL(Energy-balance-based Maximizing Network Lifetime)算法.EMNL算法将所有传感节点划分不同的传感节点覆盖区SC(Sensor Cover),致使每个SC能够维持对所有目标监测一个固定时间.通过有选择性选择一个SC活动,而其他SC休眠,进而提高能量利用率,延长了网络寿命.EMNL算法构建了不同不相邻SC,进而最大化网络寿命.最后,建立仿真环境,并进行性能仿真.此环境下的数据表明,在EMNL算法有效地扩延生存时间,也提升了覆盖率.     

异构传感器网络的分布式能量有效成簇算法

为了延长网络的生存时间,需要设计能量有效的协议,以适应传感器网络的特点.成簇算法是传感器网络中减少能量消耗的一种关键技术,它能够增强网络的扩展性和延长网络的生存时间.研究了异构传感器网络中成簇算法在节省能量方面的性能,提出一种适应异构无线传感器网络的分布式能量有效的成簇方案.此方案基于节点剩余能量与网络节点的平均能量的比例来选举簇头节点.较高初始能量和剩余能量的节点比低能量节点拥有更多的机会成为簇头节点,从而使网络能量均匀消耗,延长网络的生存时间.模拟实验结果显示,与现有的重要成簇方案相比,新的成簇算法在异构网络下提供了更长的网络生存时间和更大的网络有效吞吐量.     

无线传感器网络的链路稳定成簇与功率控制算法

在能量有限条件下通过降低能耗来延长网络生存时间是无线传感器网络面临的重要挑战之一。在层次体系结构中,MAC层和网络层的能耗是影响系统能量有效性的关键,因此可以将这两层结合起来考虑,从网络跨层优化的角度来分析其能耗。针对现有典型成簇算法理论前提条件多、无法适应网络动态变化、不易在实际环境中实现的不足,结合功率控制理论及算法,基于跨层优化的策略提出了一种易于实现、能动态适应网络变化、能量有效的链路稳定成簇算法。该算法能在降低能耗的同时扩大网络的吞吐量。实验仿真结果表明,与现有的几种典型方案相比,新算法在保证网络稳定性的同时使网络具有了更大的有效吞吐量及更长的生存时间。     

基于混合量子进化算法的高效节能无线传感器网络路由算法

在无线传感器网络中,层次型路由算法能减少节点能量消耗和延长网络生存周期.因此在LEACH算法和PEGASIS算法的基础上,提出了一种基于混合量子进化算法的高效节能的无线传感器网络路由算法HERA.该算法中把网络分为多个簇,每个簇中的节点连接成为一条多跳通讯链路,并使用混合量子进化算法来得到最优的分簇组链方式,以减少链路...     

基于LEACH协议的簇头多跳(LEACH-M)算法

为了延长网络的生存时间,需要设计能量有效的协议,适应传感器网络的特点.成簇算法是传感器网络中减少能量消耗的一种关键技术,它能够增强网络的扩展性和延长网络的生存时间.早先提出的LEACH协议是无线传感网中的低功耗自适应分层路由算法,但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负载过重,在LEACH协议中引入簇头多跳算法,使得簇头之间形成一个多跳的最优路径通向基站,从而减少了簇头节点能量的消耗,延长了传感网的寿命.实验表明此方法行之有效.     

Research of energy efficient clustering algorithm for multilayer wireless heterogeneous sensor networks prediction research

In designing wireless sensor networks of image transmitting, it is important to reduce energy dissipation and prolong network lifetime. This paper presents the research on existing clustering algorithm applied in heterogeneous sensor networks and then puts forward an energy-efficient prediction clustering algorithm, which is adaptive to sensor networks with energy and objects heterogeneous. This algorithm enables the nodes to select the cluster head according to factors such as energy and communication cost, thus the nodes with higher residual energy have higher probability to become a cluster head than those with lower residual energy, so that the network energy can be dissipated uniformly. In order to reduce energy consumption when broadcasting in clustering phase and prolong network lifetime, an energy consumption prediction model is established for regular data acquisition nodes. Simulation results and the application in image clustering show that compared with current clustering algorithms, this algorithm can achieve longer sensor network lifetime, higher energy efficiency, and superior network monitoring quality.     

一种基于分簇算法的能量优化策略

延长网络生存期、减少网络能量消耗是传感器网络一项重要性能指标,分簇方案是实现该目标的主要方法之一.引入了传感器节点检测半径的概念,在分簇算法的基础上提出一种能量优化策略,该策略通过减少网络中处于激活状态节点的个数,减少网络消耗能量,延长网络的生存期.最后通过对典型的分簇算法LEACH应用该优化策略,仿真结果表明能量优化策略能显著的减少网络的能量消耗.     

无线传感器网络能量有效性的研究

无线传感器网络是一种全新的技术,能够广泛应用于恶劣环境和军事领域中。如何延长传感器网络寿命是关键问题。分析和介绍了传感器网络基本结构和两种典型的路由协议的能量有效性特点,提出一种能量优化的路由解决方案,能够大大降低系统的能耗,延长传感器网络寿命。最后,给出实验测试结果,验证了这一结论。