一种低功耗自适应集簇分层型协议的优化

经典分簇路由协议LEACH存在簇首随机选举、簇头过于密集等问题,提出LEACH-P算法对这些问题进行优化.优化后的算法不仅把节点剩余能量作为簇头选举的考量标准,而且节点在晋升为簇头时还对簇头之间的距离进行约束,避免造成簇头节点过于密集的问题.此外,接近sink节点的普通节点直接把数据传输到sink节点.通过仿真结果可以看出,优化后算法的网络生命有明显提高,数据传输能力也得到较好的改善.

基于LEACH的低能耗路由协议研究

提出了一种基于LEACH的改进路由协议,该协议采用固定分簇、簇间多跳的方式传输数据。仿真结果表明,与LEACH协议相比,新协议有效均衡了节点能耗,提高了能量利用率,延长了网络寿命。

基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议

针对大规模无线传感器网络(WSN)中由于簇首节点分布不合理而导致节点消耗能量过快的问题,设计了一种基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议(HRPNC)。HRPNC结合低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH)中的分簇思想,并在分层的基础上对能量均衡的无线传感器网络非均匀分簇路由协议(DEBUC)中竞争半径的算法进行改进,即通过分层机制及竞争机制选取簇首,使簇首节点分布更加合理,有效均衡节点的能量消耗。在Matlab上进行的仿真实验中,HRPNC在生存周期上较LEACH协议与DEBUC协议分别提高了约500轮、300轮;HRPNC的节点平均剩余能量高于LEACH协议与DEBUC协议,节点能量的消耗在生存周期间基本保持较低且平稳的能量消耗;HRPNC较LEACH协议与DEBUC协议在数据包传输总量上分别提高了约300%、130%;在不同仿真环境下,HRPNC的丢包率均比LEACH协议和DEBUC协议低。实验结果表明,HRPNC不仅能有效延长网络的生存周期,提高数据的传输数量与网络的稳定性,并且能有效降低数据传输的丢包率。

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。

低能耗的无线传感网络分层聚类与节点管理机制

为降低无线传感器网络的能耗,提出一种分层聚类与节点管理机制。依据距离汇聚节点的远近以及节点数量的多少对网络进行分层,使各分层中传感器节点数量基本一致;改进LEACH协议的门限函数,在各网络分层独立建立节点簇;依据分层网络中簇头节点的位置和节点的剩余能量,选择每个分层的中心节点;在此基础上,由分层中心节点管理各分层节点,强制能量较低的节点休眠,管理簇头节点的更新;采用LEACH协议进行数据传输。实验结果表明,该机制有效降低了网络能耗,延长了网络生存时间。

一种通过剩余能量过滤进行簇头选举的低能耗无线路由算法

基于LEACH协议提出一种改进的无线传感器网络的自组织路由算法。该算法在原LEACH协议的簇头产生环节做了较大改进,在簇头产生过程中,将当前节点剩余能量与全无线传感器网络节点平均剩余能量进行比较,防止剩余能量小于全网平均剩余能量的节点当选簇头,进一步优化了全网络节点能量消耗的均衡性,有效推迟了节点的死亡时间。通过在簇头选举阶段使用有目的性的筛选取代LEACH的随机选取,实现降低无线传感器网络能耗、延长网络生命周期的目的。通过MATLAB仿真软件进行试验测试,结果表明,改进的算法可以提高无线网络的生命周期,均衡无线网络能量消耗,增加网络吞吐量,有效延迟无线网络节点的死亡时间。

基于遗传算法和蚁群算法的LEACH改进协议

针对无线传感器网络低功耗自适应集簇分层(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy,LEACH)路由协议因能耗不均衡导致节点过早死亡的问题,提出了一种基于遗传算法和蚁群算法改进的LEACH路由协议。在分簇阶段,通过遗传算法选举合理的簇头节点并根据节点的分布划分簇群;在数据传输阶段,通过蚁群算法使簇头节点尽可能选择能量充足且距离较短的路径进行数据传输。仿真结果表明,与传统的分簇路由协议LEACH和LEACH-C相比,改进算法可以使网络的能量消耗更加均衡,并延长网络的生命周期。

基于LEACH协议的能耗均衡路由算法

分析经典的无线传感器网络LEACH协议,针对如何延长其网络生命周期的问题,提出一种改进的LEACH算法。当簇头剩余能量的最小值小于某个阈值时,进行全网簇头选举,设计基于节点相对密度的成簇算法,即采用合理阈值选取簇头。反之进行簇内选举,依据剩余能量、距簇内质心的距离、节点覆盖度等约束条件来选择新的簇内簇头。实验结果表明,改进的LEACH算法能有效降低和均衡各个节点的能耗,推迟第1个死亡节点出现的时间,延长网络的生命周期。

LEACH协议分簇算法的改进及效能研究

分析传统的LEACH协议,针对其不足,研究了三种比较典型的簇头选举算法,分别基于空间位置、剩余能量和信任节点对LEACH协议进行了改进,一定程度上解决了LEACH协议存在的簇头分布不均匀、网络能量不均衡及网络安全保障不可靠等问题。

无线传感器网络LEACH协议的改进

延长传感器网络的生存周期,降低传感器节点的能耗成为无线传感器网络(WSN)研究的重点。基于LEACH协议中簇头生成算法提出了改进、调整节点竞选簇头的阀值函数,并在非簇头节点选择适合自己的最优簇头时综合考虑了候选簇头节点的剩余能量以及距基站的距离等因素,给出了新的成簇机制的适合因子的计算公式。仿真结果表明,新型簇首选择机制能够有效平衡节点的能耗分布,延长节点与网络的寿命。

无线传感器网络LEACH路由协议研究与改进

针对LEACH算法随机选取簇头,未考虑节点剩余能量及单跳与sink节点通信造成能量损耗过快的问题。引入以剩余能量及邻居节点数作为权重因子的时间等候簇头竞争模式选取簇头,并提出LEACH与蚁群算法相结合建立簇间路由机制,采用局部信息素更新,综合簇头节点的剩余能量及节点距离,为簇首与sink节点通信建立多跳路由,达到降低簇头节点能耗过快的目的。仿真实验结果表明,改进算法在降低能耗、延长网络生命周期等方面较LEACH算法有较大提高。

无线传感器网络LEACH路由协议的研究与改进

LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)是一种经典的WSN分层路由协议,它采取自适应分簇算法,一定程度上延长了网络生存期。然而LEACH路由协议的簇头随机产生,没有考虑节点的剩余能量,未达到簇头最优。LEACH簇头与基站直接通信,如果两者距离较远,则会带来较大的能量损耗。结合LEACH及LEACH现有的一些改进算法,提出了一种新的路由协议(Advance-Leach)。它综合考虑了节点的剩余能量和簇首节点数目,簇头和基站之间采用单跳和多跳结合策略,有效地降低了能耗,保证了网络负载的平衡。仿真结果表明:该协议的能耗、数据成功接收率等性能得到了有效提高,延长了节点和网络的生命周期。

基于自组织神经网络的分簇成链协议

针对无线传感器网络的能量损耗问题,提出一种基于自组织神经网络的分簇成链路由协议RBCSC。该协议借鉴经典低功耗自适应集簇分层型(LEACH)协议的算法,采用自组织神经网络进行分簇,并运用贪婪算法成链。仿真实验结果表明,与LEACH协议相比,RBCSC协议可减少网络节点能耗,延长网络生存周期。

基于LEACH协议的WSNs楼宇环境监控系统的设计

针对楼宇环境监控的布线复杂与高功耗,设计了一种基于WSNs的大楼监控系统,使用了LEACH路由协议,构造了一个基于簇的网络。由于系统中的节点受到无线传输范围的限制,距离较远的簇首不能直接传递信息包给汇聚节点,所以簇首信息的交换被一个以汇聚节点为根的多跳生成树代替,汇聚节点将信息汇总然后发送至服务器内,这种簇的构造方法消耗节点能量少。子节点周期性地记录各种环境数据,实现数据传输。现场测试结果表明:此系统数据采集准确,操作方便,结构简单,实时性好。

基于LEACH协议的人体生理参数无线监测网络的实现

无线人体生理参数监测技术可以实时监测运动状态下的人体机能信息,并可完成对运动危险实时分析及实时预防等功能,在运动医学中具有重要意义,为此设计了基于LEACH协议的无线人体生理参数监测网络系统。首先介绍了LEACH路由算法的基本思想,设计了心电采集节点和血氧采集节点的硬件电路,叙述了基于NRF24L01的无线监测网络的实现,并对各模块和整个系统进行了联机调试,最后还进行了无线心率检测和血氧饱和度组网测试。

基于可信度的簇间多跳LEACH算法

通过分析低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH)和基于可信度的低功耗自适应集簇分层型协议(TE-LEACH)算法的不足,提出一种基于可信度的簇间多跳低功耗自适应集簇分层型协议(TEM-LEACH)算法.该算法既考虑簇头节点传输数据的可信度,又引入网关节点构建路由主干网,保证数据经过最少的跳数传输到基站,有效地延长无线传感器网络生存时间,增加了LEACH算法的适用范围.

基于多尺寸网格的LEACH协议改进

针对低功耗自适应集簇分层型(LEACH)协议中节点采集的数据存在大量冗余和能量消耗不均衡问题,提出一种能量高效路由协议MDG-LEACH。该协议基于虚拟网格和多尺寸网格选取活跃节点,采用综合考虑节点剩余能量和空间分布情况的簇头选择机制,簇头与基站之间根据动态规划方法建立最短传输路由树进行数据传输。仿真结果表明,与LEACH协议以及单剑锋的LEACH改进协议(计算机技术与发展,2013年第2期)相比,MDGLEACH协议在均衡节点能量消耗和延长无线传感器网络寿命方面有了较大提高。

WSNs基于非均匀分区成簇的多跳路由协议

针对无线传感器网络中节点能量有限和能量空洞问题,提出了一种基于优化簇半径的非均匀分区成簇多跳路由算法(UZCMR)。在分簇时充分考虑节点的能量和地理位置,通过"逐层分区"的方法将整个网络以Sink为中心划分成若干个区域。每个区域中的节点通过最优簇半径进行分簇,同时使用参数使靠近Sink节点的簇的规模小于远离Sink节点的簇,并采用了最小通信代价的多跳路由。试验表明,与低功耗自适应集簇分层型(LEACH)协议相比,UZCMR形成的簇首分布均匀,有效均衡了节点能量消耗,缓解了能量空洞问题,显著延长了网络生命周期,也扩大了协议的适用规模。

基于LEACH协议的安全路由设计与分析

无线传感器网络中,路由算法是否安全直接影响整个网络的安全性和可用性。所以,基于LEACH路由协议,通过增加身份认证机制、密钥的动态更新机制,以及双重密钥加密机制,提出了一个新的安全策略——IS-LEACH,并给出了该策略的详细设计和分析。

基于LEACH的无线传感器网络节能算法

为了最大限度地延长无线传感器网络的生命周期,结合已有的研究,提出了一种基于LEACH的节能算法。所有节点分为固定的聚类,聚类内节点自动轮换担任聚类首领;同时尽可能少地进行控制信号传输,以减少网络通信流量。仿真实验结果证明,该算法在延长网络生命周期方面要优于基于LEACH的固定聚类算法。