面向密度分布不均数据的加权逆近邻密度峰值聚类算法

针对密度分布不均数据,密度峰值聚类算法易忽略类簇间样本的疏密差异,导致误选类簇中心;分配策略易将稀疏区域的样本误分到密集区域,导致聚类效果不佳的问题,本文提出一种面向密度分布不均数据的加权逆近邻密度峰值聚类算法。该算法首先在局部密度公式中引入基于sigmoid函数的权重系数,增加稀疏区域样本的权重,结合逆近邻思想,重新定义了样本的局部密度,有效提升类簇中心的识别率;其次,引入改进的样本相似度策略,利用样本间的逆近邻及共享逆近邻信息,使得同一类簇样本间具有较高的相似度,可有效改善稀疏区域样本分配错误的问题。在密度分布不均、复杂形态和UCI数据集上的对比实验表明,本文算法的聚类效果优于IDPC-FA、FNDPC、FKNN-DPC、DPC和DPCSA算法。

不均匀光照下带钢表面缺陷检测方法的研究

针对带钢表面存在光照不均及缺陷类型繁杂的问题导致缺陷检测精度不高的情况,提出一种基于梯度相似性引导模板的带钢缺陷检测方法。在利用二维高斯函数估计背景模板的基础上,结合梯度相似性引导其最优参数的选取;将原图像与优化后的背景模板进行图像差分操作,消除部分不均匀光照,同时构造分段函数对差分图像进行光照补偿,并结合Meanshift算法去除噪点,进一步增强差分图像;利用改进的K-means算法进行聚类分割并结合区域标记实现带钢表面不同缺陷的准确检测。实验结果表明,该方法能够在不均匀光照下准确检测出夹杂、麻点、酸洗、划痕等多种带钢表面缺陷,召回率和精确度分别达到93.2%和96.8%。

基于动态分区的无线传感器网络非均匀成簇路由协议

针对节点负载不均而形成的"热区"问题,提出了一种基于动态分区负载均衡的分布式成簇路由协议(UCDP)。其核心思想是:将网络合理化地动态分区,使距离基站较近的区面积较小,从而减少需要承担转发任务节点的区内通信开销,节省更多的能量供数据转发使用;综合考虑距离因子和剩余能量因子进行区内非均匀成簇;有机结合簇内单跳和区间转发,区头与簇头共同协作进行路由传输。实验表明,协议具有较好的稳定性,显著延长了网络的生存周期。

一种基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议

在路由协议中利用分簇技术可以提高无线传感器网络的可扩展性.当簇首以多跳通信的方式将数据传输至数据汇聚点时,靠近汇聚点的簇首由于转发大量数据而负载过重,可能过早耗尽能量而失效,这将导致网络分割.该文提出一种新颖的基于非均匀分簇的无线传感器网络多跳路由协议.它的核心是一个用于组织网络拓扑的能量高效的非均匀分簇算法,其中候选簇首通过使用非均匀的竞争范围来构造大小不等的簇.靠近汇聚点的簇的规模小于远离汇聚点的簇,因此靠近汇聚点的簇首可以为簇间的数据转发预留能量.模拟实验结果表明,该路由协议有效地平衡了簇首的能量消耗,并显著地延长了网络的存活时间.

非均匀分簇路由协议改进算法

针对无线传感器网络中存在的"热区"问题,改进了非均匀分簇(EEUC)路由协议的簇头选择策略和簇间多跳路由算法,即在簇头竞争阶段分别对阈值的设定、非均匀分簇竞争半径的计算提出了相应的改进措施。在簇间多跳路由选择阶段,在网络能量代价开销公式中加入了两个因子:候选中继节点已当选转发节点的次数以及簇内成员个数。对改进的协议进行了仿真验证,结果表明:与原EEUC协议及LEACH协议相比,改进的EEUC协议具有更高的网络执行效率,更好地解决了热区问题,均衡了网络能耗,延长了网络的生命周期。

一种采用蚁群优化的WSN能量均衡非均匀分簇路由算法

针对无线传感器网络中多跳通信造成的"热区"等问题,提出一种采用蚁群优化的WSN能量均衡非均匀分簇路由算法EUCRP-ACO.该算法同时考虑节点剩余能量、节点稀疏程度等因素来保证簇头的最优选择,确定簇的大小,均衡簇内通信能耗.同时将优化过的蚁群算法应用到的多跳的路径搜索中,选择最优能量路径完成簇头间信息传输,平衡簇间通信能耗.实验表明,与LEACH、HEED、EEUC算法相比,该算法能够有效地均衡节点能耗,延长网络生命周期.

基于权值的非均匀分簇路由算法

节点能量有限是无线传感器网络通信协议设计中的一个重要瓶颈,因此,在无线传感器网络中,考虑网络节点能量的高效利用具有十分重要的理论和实际意义。因而,提出一种基于权值机制的非均匀分簇路由算法,该算法采用权值的局部竞选簇首策略,簇首根据距离信息构建大小不均的多个簇,簇成员节点以链式结构向簇首传送数据,最后簇首采用多跳的方式向基站传送数据。实验仿真结果表明,提出的新算法能有效地降低和均衡网络节点能耗,改善"热区"问题,显著地延长网络生命周期。

基于蚁群的无线传感器网络能量均衡非均匀分簇路由算法

无线传感器网络(WSN)路由中,节点未充分考虑路径剩余能量及链路状况进行的路由会造成网络中部分节点网络寿命减少,严重影响网络的生存时间。为此,将蚁群优化算法与非均匀分簇路由算法相结合,提出一种基于蚁群优化算法的无线传感器非均匀分簇路由算法。该算法首先利用考虑节点能量的优化非均匀分簇方法对节点进行分簇,然后以需要传输数据的节点为源节点,汇聚节点为目标节点,利用蚁群优化算法进行多路径搜索,搜索过程充分考虑了路径传输能耗、路径最小剩余能量、传输距离和跳数、所选链路的时延和带宽等因素,最后选出满足条件的多条最优路径,完成源目的节点间的信息传输。实验表明,该算法充分考虑路径传输能耗和路径最小剩余能量、传输跳数及传输距离,能有效延长无线传感器网络的生存期。

基于蚁群优化的无线传感器网络非均匀分簇路由算法

无线传感器网络中,采用分簇技术的路由协议可以提高网络的可扩展性.簇首以多跳方式向基站发送数据时,未考虑簇首剩余能量及路径状况而形成的路由会造成簇首寿命减少,严重影响网络的生存时间.提出一种基于改进的蚁群优化的无线传感器网络非均匀分簇路由算法.算法首先采用改进的非均匀分簇方法对网络进行分簇,计算过程考虑节点剩余能量和节点与基站距离;然后采用改进的蚁群优化算法进行簇间多跳路径搜索,计算过程在基站进行以减少节点能耗,并且考虑了路径传输能耗、路径最小剩余能量、传输距离和链路带宽等因素.实验结果表明,该算法与EEUC算法和ACOUC算法相比,能更有效延长无线传感器网络的生存周期.

一种能量高效的无线传感器网络非均匀分簇路由协议

针对无线传感器网络存在的严重的能量约束问题,提出一种能量高效的非均匀分簇路由协议(EUCP),采用限制簇规模的优化簇形成算法产生规模依次递减的簇和改进的多跳簇间转发方式,节约簇首能量,平衡簇间负载。根据监测要求采用参数可调的休眠/唤醒机制,结合最后一跳的"洒水壶"路径,有效解决了负载不均衡形成的"热区"问题。仿真结果表明,协议能有效降低网络能量消耗,延长网络生存周期。

基于非均匀成簇的无线传感器网络多跳路由算法

针对复杂、不规则场景下无线传感网络的高效能组网问题,提出了一种基于非均匀成簇的无线传感器网络多跳路由算法MRAUC。根据应用场景形状不规则、汇聚节点远离检测区域等特点,首先将检测区域近似成汇聚节点位于扇心的扇环,建立了扇型场景下无线传感器网络的非均匀成簇模型;通过等间隔划分扇环,以第一扇环能耗最小为原则确定各扇环的簇首数目,进一步推导出各扇环内的最佳簇首比例;通过簇首发射功率的自适应调整实现非均匀分簇;同时,以MTE原则竞选出最佳中继簇首,有效解决了簇首间的路由中继问题。仿真结果表明,与传统算法相比,在不同应用场景下所提MRAUC算法在均衡网络节点能耗、延长网络生命周期方面具有显著优势,更适用于工程实际。

基于最小生成树的非均匀分簇路由算法

发现现有的针对非均匀分簇路由算法没有充分考虑簇首与基站之间最优路径选择,而导致传输路径上的能量消耗不均衡的问题。为了更好地均衡传输路径上节点能量的消耗,提出了基于最小生成树的非均匀分簇的路由算法。该算法利用节点剩余能量和节点到基站的距离选举簇首,然后通过建立最小生成树搜寻最优传输路径,这样可以减少传输路径上的能量消耗,有效地解决能耗不均衡问题。理论分析和实验结果均表明,该算法无论在存活节点个数还是在能量消耗上都明显优于EEUC算法和EBCA。

利用蚁群优化的非均匀分簇无线传感器网络路由算法

针对无线传感器网络路由非均匀分簇中随机簇首选举路由的可靠性和实时性问题,提出一种新的无线传感器网络路由算法.该算法的核心是:通过蚁群优化来改变非均匀分簇算法的周期性簇首选举方式,即只在第一轮执行簇首选举和路径搜索,其他轮次采用簇内调整和路由更新;通过引入路由可靠性和实时性指标达到自组织、自适应和动态优化来建立和维护路由.簇首选举采用竞选,所有节点参与竞选,并且将节点剩余能量和节点到汇聚点的距离作为评价标准,以保证簇内能量效率最高的节点成为新簇首.路径搜索采用蚁群算法进行,即搜索网络中所有的簇首和汇聚点,以寻找从各个簇首到汇聚点代价最小的多跳路由.仿真结果表明,所提算法在能耗和链路可靠性方面比非均匀分簇算法的性能更好,即在较长的时间内具有更多的存活节点,网络丢包率小.

面向用电信息采集的WSN非均匀分簇多跳路由算法

针对传统多跳路由协议的"热区"问题,提出一种面向用电信息采集的WSN非均匀分簇多跳路由算法。算法将网络分为虚拟块,并在簇头路由时考虑节点位置和剩余能量的影响,利用三角模融合算子对基于节点位置的隶属度函数和剩余能量隶属度函数进行融合判决,并根据最大隶属度原则选择父节点,优化路由选择。实验结果表明,改进后的算法显著延长了网络生存时间,同时具有更好的负载平衡程度。将该路由算法应用于用电信息采集系统中,能达到较好的性能。

一种适用于煤矿井下无线传感网的能量均衡路由协议

矿井无线传感网的拓扑呈长距离带状,节点间能耗不均问题十分严重。非均匀分簇策略能从全局均衡节点能量负载,在矿井中具有良好的适用性。针对矿井传感网的带状特性提出了一个簇规模自适应调节的能量均衡分簇路由协议。协议根据节点离汇聚点的距离、剩余能量及分布密度来构造规模不等的簇。簇首的竞选以节点相对于周围候选者的能量水平为依据,避免了低能量节点被当选为簇首。簇间多跳路由算法依簇首近似线型的分布特点设计,不但考虑链路能耗最优,亦注重转发节点间的能量均衡。模拟实验结果表明,该路由协议显著平衡了网中节点能耗,延长了网络生存时间。

一种能量优化WSNs非均匀分簇路由协议

为解决无线传感器网络多跳路由协议的"热区"问题,基于对EEUC协议的分析,提出了一种能量优化的WSNs非均匀分簇路由协议EOUCR(Energy Optimized Uneven Clustering Routing protocol)。该协议在簇形成阶段以候选簇头的剩余能量、其邻居节点的平均剩余能量和该候选簇头与SINK节点的距离作为竞选簇头的参数,且簇头竞争半径的选取考虑了成簇能耗,在此基础上形成了不同几何尺寸的簇,可减少"热区"内簇的簇头轮换次数,均衡网络负载。EOUCR在簇间多跳路由通信中引入了唯一与SINK节点通信的根节点,其他簇头则通过中继节点或直接与根节点通信,克服了EEUC能耗大且不均衡的不足,从而有效地解决临近SINK节点的"热区"问题。仿真实验结果表明,EOUCR能够更有效地节约节点能量、均衡网络能耗、延长网络生存周期。

基于非均匀分簇的WSN双簇头路由算法

针对无线传感器网络中多跳通信造成的"热区"问题,改进EEUC路由协议,提出基于非均匀分簇的WSN双簇头路由算法。将数据监测区域分为近区与远区,各区域的簇内可产生主副两个簇头,近区的副簇头负责转发数据,以分担主簇头的能耗;远区的副簇头负责采集数据和融合数据,以减少簇内节点通信代价。仿真结果表明,与LEACH和EEUC算法相比,所提算法网络生存期分别延长了22.9%和10.1%,平均能量消耗减少了29.3%和8.6%,有效地均衡了网络负载,延长了网络的生命周期。

改进的无线传感器网络非均匀分簇路由算法

针对无线传感器网络中不均匀分簇引起能量空洞的问题,提出了改进的无线传感器网络非均匀分簇路由算法。该算法先根据节点剩余能量、节点到基站的距离、节点"度"和节点到簇头的距离等因素选举簇头;没有成为簇头的节点选择加入到距离最近的簇头所在的簇中,从而将整个网络划分为大小不等的簇;然后簇头再根据簇头剩余能量、簇头到基站的距离构造基于最小生成树的最优传输路径;通过簇内节点单跳、树内簇头多跳通信的方式将数据最终传输到基站。仿真结果表明,该路由算法能有效节约能量和均衡节点能耗,从而延长网络的生命周期。

一种能量高效的分布式非均匀分簇路由算法

针对分布式分簇路由多跳通信方式中出现的"热区"问题,在现有的分布式分簇路由协议的基础上改进,并提出了能量均衡前行路由算法(EBFA)。该算法采用非均匀分簇和簇间多跳转发策略,在多跳转发阶段,引入社会福利函数预先评估数据转发路径上节点间的能量均衡程度,选择能量均衡程度较好的作为转发节点。仿真结果表明:相比于LEACH和EEUC,此算法最大程度上延长了网络的生存周期,较好地均衡了节点间的能量,解决了多跳路由中热区的问题。

一种能耗均匀的WSN分簇路由协议研究与设计

无线传感器网络是由监测区域内部署的大量廉价微型传感器节点通过自组织方式组成,节点之间协同完成网络的数据传输.由于传感器节点的能量、计算能力和通信能力等都十分有限,因此,设计一个好的路由协议对无线传感器网络来说十分重要,如何降低无线传感器网络的能耗以及延长网络的生命周期则是其首要目标,针对目前一些路由协议存在的耗能不均衡问题,本文提出了EBUCRP(能耗均衡的非均匀分簇路由协议).本协议设计了基于分块的网络模型,在分簇方面采用了非均匀分簇的思想,解决了簇间多跳时带来的网络"热点"问题;在簇间通信方式上,本协议适用多跳转发的方式.本文引入了路由选择指标和簇头路由指数两个概念,其中前者主要是从源节点的角度出发,选择网络开销较少的路由节点,后者主要是从路由节点的角度出发,根据自己的负载度来回复源节点的申请.这种通信方式不仅能减少能量消耗,同时又可以均衡网络负载,从而达到均衡能耗的目的,延长整个网络的生命周期.仿真实验表明,本文提出的路由协议在均衡网络能耗方面有显著的优势,尤其在大规模的网络下,能够显著的延长网络寿命.