基于双簇头的油气物联网节能路由算法

为延长油气物联网寿命,提出一种基于双簇头的油气物联网路由算法。该算法在簇头选举过程中充分考虑了传感器节点当前剩余能量、历史平均能量、节点与基站的距离、邻居节点密度以及节点与能量收集源的距离等因素,并在同一簇群中选举双簇头,同时在数据传输阶段提出一种新型路由方式以均衡簇头能耗。在引入能量采集技术的同时,采用了一种新型的节点工作模式切换策略。仿真实验表明,与传统算法相比,该算法能更有效地均衡网络能耗,延长网络寿命。

基于强化学习的双簇头无人机蜂群通信抗干扰算法

无人机蜂群是指由多个无人机组成的集群,在复杂环境中协同完成任务。但无人机通信易受到电磁干扰,使得部分无人机失去中继转发功能,针对这一情况,提出了一种强化学习辅助的双簇头无人机蜂群通信抗干扰算法(DCHRLC)。通过提出的双簇头HEED算法对无人机进行重新分簇,在簇内选举产生双簇头,在簇间多跳路由中,通过强化学习对簇头节点的下一跳选择进行优化。仿真结果表明,相比于传统HEED算法,采用双簇头HEED算法情况下网络寿命、能耗均衡等方面具有明显的增益。

基于狮群优化极限学习机的数据融合算法

为降低异构无线传感器网络中冗余数据传输数量,设计一种基于狮群算法改进的极限学习机数据融合算法。针对草莓种植园实时监测数据的时间相关性,将双簇首分簇机制与LSO-ELM时间序列预测模型结合,对初始数据序列进行三次指数平滑和归一化的预处理,使用输出的预测值代替真实值,避免冗余数据的传输。仿真结果表明,双簇首机制可以均衡网络的通信负担,算法能够有效地降低网络中冗余数据的发送,保证数据准确性,延长网络生命周期。

无人机自组网的动态双簇首分簇算法研究

无人机自组织网络的动态拓扑特性给分簇路由协议的设计带来一定的挑战,如何建立有效稳定的分簇机制至关重要。针对局部网络中弹性的无人机自组网单一分簇算法分簇不合理以及单簇首结构抗毁性低的问题,根据局部节点间链路过期时间生成的拓扑结构,设计动态双簇首的分簇算法。该算法允许在不同的局部网络形成不同的网络结构,同时双簇首设计保证了簇结构的高抗毁性。

一种新的基于粒子群优化的双簇头分簇路由算法

针对无线传感器网络分簇路由算法中簇头节点负载过重,簇头能量利用率不高,提出了一种基于粒子群优化的双簇头多跳路由算法。该算法根据簇头任务的不同,利用节点的能量、距离汇聚节点的距离以及节点的位置关系分别构建适应值函数,选择出最优主簇头完成数据采集和融合任务,以及与其协作的最优副簇头完成簇间数据转发任务,最终实现采集能耗和传输能耗最小化。仿真实验结果表明,与其他路由算法相比,该算法可以有效减轻簇头节点负载,减小簇头能量消耗,均衡整个网络能耗,延长了网络的生存周期。

基于优化成簇多跳的LEACH协议改进

针对无线传感器网络分簇路由协议因簇内和簇间的能耗不均带来的覆盖空洞和能量空洞的问题,提出一种基于优化成簇多跳的LEACH协议改进。依据通信射频能耗模型,在成簇时,采用优化分区和双簇首模式,避免因成簇空间和簇首分布不均带来的"覆盖空洞"问题;在簇间路由时,基于簇首能量和与基站的距离,选择代价最小的路由,弥补了因簇首能耗不均导致"能量空洞"的现象。经仿真实验测试,结果表明,与LEACH及同类改进算法相比,该算法有效地降低了网络能耗,延长了网络生命周期,同时提高了网络数据吞吐量。

基于能量采集的油气物联网非均匀分簇算法

为解决油气物联网中的“热区”问题,提出一种基于能量采集的非均匀分簇模型。该模型在设置节点竞争半径时充分考虑了节点剩余能量、节点与基站的距离、邻居节点密度以及节点与RF(Radio Frequency)信号源的距离,提升非均匀成簇效果,同时选举双簇头以均衡簇头能耗,在数据传输阶段采用多跳路由以均衡网络能耗,并引入无线能量采集技术延长网络寿命。仿真结果表明,与传统算法相比,该算法能更有效地均衡网络能耗,延长网络寿命。

基于双簇头网格调度的WSNs能量空洞缓解

设计了基于双簇头网格调度反馈结构的无线传感器网络(WSNs)非均布节点能量空洞缓解机制,并设计了主副簇头网格聚类算法,形成网格单元;依据节点身份(ID)与网格ID,定义鉴定规则,确定网格中的WSNs节点;构造了网格单元中心点的计算数学模型,依据该中心点坐标确定每个网格单元的簇头,调度网格内的节点;构建了主—副—相邻簇头的数据调度传输结构,有效分散了节点所承担的负载,并对本机制性能进行理论分析。仿真结果表明:与其他机制相比,在非均布节点环境下,该算法更能有效避免网络能量空洞,其节点持续时间最长,显著消除了"漏斗效应"。

一种使用双簇首的分簇路由协议的研究

高效地使用资源和延长网络的生命周期是传感器网络中高效路由协议应考虑的很重要的问题.本文提出一种能解决以上两种问题的新算法,即在算法中使用双簇首,可以减少任何形式的流行算法的使用,因而节约了许多资源并且使得路由发现更容易.实验结果表明使用双簇首极大地减少了路由发现过程中的信息开销并且延长了网络的生命周期.

WSN中利用双重接收器结合自适应加权数据融合的簇首优化聚类算法

针对无线传感器网络(WSN)中很多传统聚类算法在选择簇首时较少考虑簇首间平均距离而导致能耗较大、网络寿命较短的问题,提出一种利用双重接收器结合自适应加权数据融合的WSN簇首优化聚类算法。使用双重接收器(静态接收器和移动接收器),通过移动接收器弥补静态接收器附近聚类快速消亡的问题;利用自适应加权数据融合技术对节点收集的数据进行有效信息提取;根据能量的计时器、冗余能量、节点ID和信任值来选择临时簇首,并结合竞争范围、节点度和簇首数量选择最终的簇首。仿真结果表明,相比较新的EEUC和MRRCE技术,该方法显著降低了连续监测无线传感器网络的能耗,从而提高了网络寿命。

基于圆锥曲线密码的双簇头WSNs密钥管理

密钥安全与节点能量受限是无线传感器网络密钥管理中要同时考虑的问题。为有效改善节点密钥存储开销和通信能耗开销,通过结合圆锥曲线密码和单向散列函数,给出一种基于圆锥曲线密码的双簇头无线传感器网络密钥管理方案。该方案中主簇头节点负责安全收集和簇内节点的数据传输,副簇头节点则负责簇内密钥管理工作。由性能分析结果可知:该方案能保证节点的高连同率与强抗捕获性,较低的存储开销与通信能耗开销,以及良好的可扩展性,可较好地应用在实际的无线传感器网络环境中。

基于位置信息的双簇头路由算法

针对无线传感器网络(WSN)的高能效路由选择问题,在混合式能量均衡分簇(HEED)算法基础上提出一种基于位置信息的低能耗双簇头多跳路由算法(HEED-EELD)。假设网络中所有节点都具有位置感知能力,网络根据最佳单跳距离划分层级,节点根据自身位置确定所在层级。簇内选举产生双簇头,分担单一簇头的工作,均衡簇头能耗。在簇间多跳路由中,簇头根据位置、距离和剩余能量的代价函数选择最优路由。Matlab仿真结果表明,与低功耗自适应分簇(LEACH)算法、HEED算法相比,提出的HEED-EELD在网络寿命、能量效率、能耗均衡等性能方面具有明显的性能增益。

传感器网络的一种能量感知分簇路由算法

高效地使用资源和延长网络的生命周期是传感器网络中高效路由协议应考虑的很重要的问题。提出一种能解决以上两种问题的新算法,即在算法中使用双簇首,可以减少任何形式的流行算法的使用,因而节约了许多资源并且使得路由发现更容易。实验结果表明使用双簇首极大地减少了路由发现过程中的信息开销并且延长了网络的生命周期。

基于改进BIRCH的双簇首WSN能耗优化研究

传统无线传感器网络动态路由算法在进行簇的划分及簇首的选举时,仅分别进行二维和三维因素的考量。针对这些问题,首先,通过引入改进的BIRCH聚类算法,将簇划分依据优化至三维;同时,通过不均匀的簇划分,解决均匀分簇可能引发的“热点”问题。其次,引入多维双簇首策略,将现存的内外通信双簇首节点的选取机制由三维向四维优化,并针对内外簇首工作特性的不同采用相应的选取策略。经仿真实验验证,所提算法相较于对比算法在网络生命周期和节点能耗均衡性上,均实现了一定的提高。

基于分簇的双簇首水下传感器网络时间同步算法

水下传感器的时间同步会受到节点移动、传播时延、能耗等因素的影响,陆地传感器的时间同步算法无法直接应用于水下环境。综合考虑水下通信的特点,提出一种基于分簇的双簇首辅助时间同步算法。基于节点能耗和深度对其进行分簇,从簇中选取2个最优节点作为主副簇首,引入节点移动模型以减小节点移动性造成的计算误差,并使用移动信标节点完成簇首间的同步。在此基础上,利用双簇首对普通节点进行同步,并考虑声速动态变化对同步性能的影响。仿真结果表明,与TSHL、MU-Sync、multi-hop、D-Sync等算法相比,该算法的能耗较低,同步精度较高。

一种车载自组织网络连通性维护方法

车载自组织网络(VANET)中的高速移动性节点和动态的网络拓扑结构使得车辆间通信链路存在传输时延长、连接时间短的问题。通过引入双簇头选择算法,提出一种改进的AODV路由协议(AODV-CMIRP),用于VANET的连通性维护。利用分簇技术降低全局网络拓扑的动态性,通过引入节点的相对移动度和相对速度作为簇头选择指标,并选取辅助簇头节点以延长车载自组织网络整体生存时间。仿真结果表明,在保证网络连通性和稳定性的前提下,相比CBDRP和AODV协议,AODV-CMIRP协议具有较低的平均端到端时延和较高的分组投递率,能够有效延长簇头生存时间并提高网络的稳定性。

基于双簇头及数据融合的改进LEACH算法的网络拓扑控制研究

针对LEACH算法固有的能量损耗问题,对其数据融合率以及簇头的选举进行重新规划。在数据融合阶段,采用模糊理论定义各节点的信任度,实现最优形式进行数据融合。利用最优簇头率求解最佳簇头数目,引入主副簇头概念,有效保证了数据安全性,且以特有双簇头轮换模式减少了能量的损耗。研究结果表明,该算法可以有效减少簇头竞选次数,避免不必要能量损耗,延长网络生存周期。

一种双簇头无线传感器网络密钥管理方案探索

密钥安全和节点能量受限是无线传感器网络中密钥管理要考虑的问题。为有效改善节点密钥存储开销和通信能耗开销,通过结合圆锥曲线密码和单项散列函数,给出一种双簇头无线传感器网络密钥管理方案。该方案中主簇头节点负责安全收集和簇内节点的数据传输,副簇头节点则负责簇内密钥管理工作。性能分析结果表明:该方案能够保证节点的高连同率和强抗捕获性,较低的存储开销和通信能耗开销,以及良好的可扩展性,可在实际的网络环境中广泛应用。