基于多态蚁群算法的WSN能耗均衡路由协议

针对无线传感器网络（WSN）的能耗均衡问题,提出一种基于多态蚁群算法的路由协议,采用周期传输和数据融合的方式,将无线传感器节点的剩余能量信息融合到信息素的形成中。仿真实验表明,与Leach协议相比,采用该协议有82％的节点生命周期更长,在相同时间内网络可多传输48％的数据包。在实验室使用31个节点部署无线传感器网络,将路由协议应用于网络。实验结果验证了该协议的有效性。     

高数据融合的非均匀分簇无线传感器网络路由协议*

探讨了基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议,提出了一种高数据融合的非均匀分簇无线传感器网络路由协议。仿真实验结果表明,该路由协议有效地平衡了无线传感器网络的节点能耗,延长了网络的存活时间。     

无线传感器网络基于数据汇聚的路由

提出了一种针对无线传感器网络的路由协议,该路由采用最小传输成本生成树的数据汇聚机制。具体方法是首先将传感区域内的传感器节点采集的数据传送给传感区域内离汇聚点最近的节点,将这些数据进行汇聚操作后,将汇聚的结果通过最短路径传递给网络汇聚点。仿真结果显示,采用最小传输代价生成树的路由协议能减少数据传输量50%-80%,并具有较小的传输时延。     

一种分簇无线传感器网络多维节点信誉管理方案

目前分簇无线传感器网络的节点信誉管理方案存在信誉值计算、更新及维护代价高,节点抗恶意哄抬及恶意抵毁能力弱等问题。将无线传感器节点分为簇头节点和普通传感器节点,将两类节点在事件感知、报文传输以及数据融合等方面的正常及异常行为作为评价基础,提出一种多维节点信誉管理方案。最后,将该方案和AOMDV反应式路由相结合,设计了一种基于节点可信的路由协议STA。仿真结果表明,该协议能够在不可信环境下实现分簇无线传感器网络中较高的数据传输率和传输成功率。     

无线传感器网络分簇路由协议综述

无线传感器网络不同于传统的无线通信技术,传统的路由协议无法直接运用于无线传感器网络中,而分簇路由协议拓扑结构简单,簇内成员节点无需维护大量的路由表,簇型的路由结构有利于数据的传输与融合处理,符合无线传感器网络以数据为中心,因此分簇路由协议成了国内外关于无线传感器网络路由协议研究的重点.本文详细分析了典型的分簇路由协议,并对这些协议进行了比较与分析,最后探讨了未来可能的发展趋势.     

基于云安全模型的簇状树形无线传感器网络路由协议

由于传统的簇状树形无线传感器网络路由协议簇首能耗方差较大,导致存活节点数量和节点剩余能量较少,降低了无线传感器网络的使用寿命,为此设计一种基于云安全模型的簇状树形无线传感器网络路由协议。通过计算簇状树形无线传感器网络在接收与发送数据时的传输能耗,利用云安全模型获取云安全态势各种要素之间的不确定关系,预测节点的综合信任值,以预测结果为基础,采用蚁群算法获取分区节点的最优路径,完成簇状树形无线传感器网络路由协议。实验结果表明,本文设计的路由协议簇首能耗方差较小,存活节点数和节点剩余能量更多,接收数据包量比其他2种协议分别高出了48.1%和22.6%。由此可见,本文设计的路由协议延长了簇状树形无线传感器网络的使用寿命。     

无线传感器网络的一种多层数据融合方案

对一种无线传感器网络路由协议定向扩散作了分析,并针对其局限性提出了一种多层数据融合方案.多层数据融合方案采用多层结构,在数据传输过程中建立节点的属性并进行父亲选择融合和数据分发.实验证明:多层数据融合方案较之定向扩散节约了50%的传输能量,而没有危及网络的可靠性和传输效率.     

一种改进的无线传感器网络最小跳数路由协议

针对无线传感器网络最小跳数路由协议数据包多路径冗余传输,能量消耗不均衡等问题,提出了一种改进的无线传感器网络最小跳数路由协议。该协议通过引入侦听机制在网络中建立传输路径,同时采用一种新的能量均衡策略解决关键节点能耗过快的问题,以有效延长网络寿命。通过自主研发的无线传感器网络仿真平台进行仿真,比较最小跳数路由协议和改进协议的性能。实验结果表明:改进协议能够很好的均衡网络能量消耗,提高网络能量有效性,延长了网络寿命。     

实时监测的混合式无线传感器网络多路径路由研究*

在考虑节点从环境获取能量的基础上,提出了一种用于实时监测的混合无线传感器网络的多路径路由算法。分析了货运列车脱轨车载式无线监测这类实时监测的混合式无线传感器网络系统的应用需求,在设计路由协议时根据节能和传输延时来选择路由。节点通过环境振动采集能量的同时对其能量水平进行等级划分,将传输的数据划分为不同的优先级,每个节点根据自身的能量水平对不同优先级的数据包采用不同的路由策略。仿真实验表明,该路由算法在满足了网络应用需求的基础上具有节能特性,并缩短了传输延时。     

基于Sun SPOT平台的无线传感器网络多跳路由协议设计

多跳路由协议是无线传感器网络中的关键技术之一,针对传统多跳传输协议在无线传感器网络的实际应用中存在部署过程过于复杂等问题,设计了一种灵活实用的基于Sink节点控制的无线传感器网络多跳传输协议(Sink Controlling Multi-hop Protocol,SCMP)。Sink节点通过发送命令信息实现对传感器节点的控制,并收集各个节点的路由信息从而获得全局路由,然后对传感器节点的数据传输进行进一步控制。在Sun SPOT平台上对SCMP进行了部署实验,结果表明,基于Sink节点控制的多跳传输协议更加方便灵活,在实际的无线传感器网络应用中具有一定的有效性和可行性。     

矿井无线传感器网络路由机制研究

针对矿井巷道结构狭长而造成无线传感器网络节点能耗不均的问题,提出了一种新的矿井无线传感器路由机制,即矿井非均匀分簇LBUC-M协议:构造一个新的阈值公式以一定周期选举候选簇首,以非均匀半径确定最终簇首,使得远离汇聚节点的簇数量少、簇内节点多,靠近汇聚节点的簇数量多、簇内节点少,从而减轻靠近汇聚节点的簇首节点转发数据的负担,达到负载均衡的目的。仿真结果表明,LBUC-M协议有效减小了节点能耗,延长了网络生命周期。     

基于节点密度与TDMA的无线传感器网络集簇协议

无线传感器网络（WSN）具有节点成本低、易于布置等优点,已广泛应用于国防军事、医疗健康、环境监测等领域。针对WSN中存在的节点能量有限,簇间干扰严重的问题,结合大多应用中WSN具有节点密度分布不均匀的特性,提出一种基于节点密度与时分多址（TDMA）的WSN自适应集簇分层（DT-LEACH）协议。DT-LEACH协议通过在簇首选举阶段考虑节点剩余能量,保证簇首的均匀分布,延长了网络生存周期;其次,DT-LEACH协议引入TDMA时隙分配阶段,根据节点密度选择节点进入休眠模式,有效地避免了簇间干扰,降低了数据冗余性,减少了网络能耗。仿真实现表明,DT-LEACH协议能有效避免簇间干扰,延长WSN网络生存周期。     

基于剩余能量和距离信息的异构网络分簇协议

针对无线传感网络WSN(Wireless Sensor Network)的网络寿命问题,提出了面向异构网络环境下的基于剩余能量和距离分簇REDC(Residual Energy and Distance Clustering)协议。REDC协议考虑了普通节点、中级节点以及高级节点,具有较高的初始能量节点称为中级节点和高级节点,余下的称为普通节点。在簇头CH(Cluster head)选举中,考虑节点的剩余能量和离基站距离信息,使得具有较高的剩余能量节点、离基站距离较近的节点有更多的机会被选为簇头CH,进而避免了剩余能量较小的节点成头簇头CH而产生节点过早失效缩短网络寿命的问题,平衡了网络内的能量消耗。仿真结果表明,与LEACH、DDEEC和SEP协议相比,提出的REDC协议具有较长的网络寿命和良好的数据传输能力。     

Determining node duty cycle using Q-learning and linear regression for WSN

Wireless sensor network(WSN)is effective for monitoring the target environment,which consists of a large number of sensor nodes of limited energy.An efficient medium access control(MAC)protocol is thus imperative to maximize the energy efficiency and performance of WSN.The most existing MAC protocols are based on the scheduling of sleep and active period of the nodes,and do not consider the relationship between the load condition and performance.In this paper a novel scheme is proposed to properly determine the duty cycle of the WSN nodes according to the load,which employs the Q-leaming technique and function approximation with linear regression.This allows low-latency energy-efficient scheduling for a wide range of traffic conditions,and effectively overcomes the limitation of Q-learning with the problem of continuous state-action space.NS3 simulation reveals that the proposed scheme significantly improves the throughput,latency,and energy efficiency compared to the existing fully active scheme and S-MAC.     

Adaptive listen for energy-efficient medium access control in wireless sensor networks

Wireless Sensor Networks (WSN) have nodes that are small in size and are powered by small batteries having very limited amount of energy. In most applications of WSN, the nodes in the network remain inactive for long periods of time, and intermittently they become active on sensing any change in the environment. The data sensed by the different nodes are sent to the sink node. In contrast to other infrastructure-based wireless networks, higher throughput, lower latency and per-node fairness in WSN are imperative, but their importance is subdued when compared to energy consumption. In this work, we have regarded the amount of energy consumption in the nodes to be of primary concern, while throughput and latency in the network to be secondary. We have proposed a protocol for energy-efficient adaptive listen for medium access control in WSN. Our protocol adaptively changes the slot-time, which is the time of each slot in the contention window. This correspondingly changes the cycle-time, which is the sum of the listen-time and the sleep-time of the sensors, while keeping the duty-cycle, which is the ratio between the listen-time and the cycle-time, constant. Using simulation experiments, we evaluated the performance of the proposed protocol, compared with the popular Sensor Medium Access Control (SMAC) (Ye et al. IEEE/ACM Trans Netw 12(3):493–506, 39) protocol. The results we obtained show a prominent decrease in the energy consumption at the nodes in the proposed protocol over the existing SMAC protocol, at the cost of decreasing the throughput and increasing the latency in the network. Although such an observation is not perfectly what is ideally desired, given the very limited amount of energy with which the nodes in a WSN operate, we advocate that increasing the energy efficiency of the nodes, thereby increasing the network lifetime in WSN, is a more important concern compared to throughput and latency. Additionally, similar observations relating energy efficiency, network lifetime, throughput and latency exist in many other existing protocols, including the popular SMAC protocol (Ye et al. IEEE/ACM Trans Netw 12(3):493–506, 39).     

地理位置路由协议GEAR的分析与改进

以WSN位置路由协议GEAR为改进对象,针对该协议在数据传输过程中存在的路由空洞及能量浪费问题,提出了一种新的位置路由协议——GEAR^＋。通过使节点拥有相邻两跳或更多跳节点的位置信息来降低路由空洞产生的概率,以及在对节点采集的数据进行必要的数据融合的同时,适当地改变节点的状态来避免无谓的能量消耗。利用NS2进行仿真,...     

能耗最优的LEACH协议改进

针对LEACH协议在簇头选取、数据通信方面的不足,提出改进后的AD-LEACH协议。根据节点的分类,修正簇头当选概率,使簇头选取均衡了能耗、距离、节点密度的影响。通过节点位置模糊匹配的方法将全网划分为若干个均匀大小的网格。数据传输阶段以能量利用率最高为目的,基于最佳转发距离选择转发节点。仿真结果表明,AD-LEACH协议有效降低和均衡了网络能耗,达到了能耗最优的目的。     

能量高效的无线传感器网络路由协议

针对目前无线传感器网络分簇路由协议存在的节点能耗不均衡的问题,提出一种基于分簇思想的能量高效的多跳路由协议(EEMR)。该协议首先基于节点临近度将网络划分成簇,采用簇首自适应轮转模式优化簇内节点通信的能量消耗,以高剩余能量短路径向心角的适应度路由算法均衡簇间通信负载和能量消耗,有效避免多跳路由中出现的能量消耗不均衡问题。仿真结果表明,EEMR协议能有效均衡网络内节点的能量消耗,显著延长无线传感器网络的生命期并提高网络能量利用率。     

基于改进CPSO算法的无线传感器网络路由协议

为了降低节点能量消耗,延长网络生存周期,提出一种基于混沌粒子群算法（Chaotic Particle Swarm Optimization,CPSO）的无线传感器网路由协议。该协议改进了LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）协议的簇头选择机制,考虑节点剩余能量、簇头到基站（Based Station）的距离等因素,通过混沌粒子群算法对簇头选举进行优化。簇头选举后,通过多跳算法对簇头到基站的通信方式进行优化。仿真结果表明,与传统的LEACH协议比较,新协议能减少能量消耗,延长网络寿命。