基于混沌克隆遗传算法的无线传感器网络低能耗分簇方法

合理的低能耗分簇是无线传感器网络中的重要问题之一。为了降低无线传感器网络通信能耗,提升能量利用效率,本文提出一种混沌克隆遗传算法,设计了分簇模型,提出了目标函数用于计算无线传感器网络通信能耗;设计了新的分簇编码方式,以改进低能耗分簇的性能。设计了新的混沌算子和克隆算子,提升了算法的收敛速度,避免了算法陷入早熟收敛。实验结果显示,当传感器节点数量增至250时,混沌克隆遗传算法优化后的网络能耗相比常用的粒子群算法和混合蛙跳算法分别降低了0.22%和0.30%,即所提方案降低了无线传感器网络通信能耗,提升了网络能量利用效率。

一种半集中式低能耗自适应无线传感器网络成簇算法

基于对LEACH等算法的研究,提出一种半集中式,综合利用节点位置信息与剩余能量的无线传感器网络分簇及簇头选举算法。利用节点位置信息,在簇头选举阶段和传感数据传输阶段使用不同的拓扑划分,在尽可能选取剩余能量较高的节点作为簇头的前提下,能够既保证簇均匀分布,又尽量做到簇头在簇内处于相对中心位置,并且避免了成簇阶段的碰撞。仿真结果表明,该算法有效延长了网络生存周期,收集了更多的传感数据,并且适合大范围覆盖的传感器网络。

基于LEACH协议的无线传感网能效分簇算法

针对基于LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hieravchy Protocol)协议中簇头随机选取造成网络能耗过快的问题,提出了LEACH-E(LEACH based on Energy)算法。该算法在簇头选取时引入了节点的剩余能量以及网络的平均能量,使剩余能量比网络平均能量高的节点优先充当簇头;在普通节点的入簇包内携带节点能量信息。通过簇头计算簇平均能量,并转发给BS(Base Station)以计算获取网络平均能量;BS可充当簇头降低网络能耗速度。实验验证结果显示,该算法提高了网络的寿命、吞吐量,能量效率也有一定的优势。

无线传感器网络中一种能量有效的分簇算法

无线传感器网络的一个重要特点是能量受限,必须设计能量效率高的路由算法以延长网络生存时间。基于经典的低能耗自适应分簇算法(LEACH),提出了一种能量有效分簇算法(EECA)。它由基站根据节点剩余能量和簇首之间的距离选择簇首,从而使簇的分布更均匀,簇首的负载更均衡,提高了能量的利用率,延长了网络生存时间。仿真结果表明:EECA算法与LEACH算法相比,网络的生存时间可以延长约37%,能量利用率提高近16%。

基于能量的无线传感器网络分簇算法研究

研究通信传感器节能问题,针对无线传感器网络存在严重的能量约束条件,网络协议的首要设计目标就是要高效地使用传感器节点的能量,延长网络的存活时间。在分析经典的分簇路由协议LEACH的基础上,针对节点能量足提出了能量的改进分簇路由算法,对随机性簇头选择算法中的阈值加以改变,降低该阈值,在原来的阈值中增加了节点的剩余能量因子,降低簇节点的通信负载,并进行仿真。仿真结果表明,改进算法实现了节能、减少平衡节点能耗,有效地延长了网络生存周期。

三维空间下基于簇首优化机制的LEACH路由算法

针对三维空间下无线传感器网络路由节能问题,该文对低功耗自适应分簇(LEACH)路由算法的簇首选择机制进行优化。将传感器节点的剩余能量、网络的平均能量以及节点距离基站的位置作为阈值公式的参考因子,在协议簇建立阶段给出簇首个数最优值计算公式和簇首选举阈值公式。仿真结果表明,该算法在相同运行条件下节能效果良好,具有更多的剩余总能量及较长的生存时间,能够有效均衡网络的能量,延长网络生命周期。

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ZigBee技术的农用无线传感器网络体系架构研究

针对精准农业对农作物生长环境监测应具备实时性、可靠性及可持续性的要求，对无线传感器网络体系架构及路由策略进行了研究。详细描述了基于ZigBee技术的农用无线传感器网络体系架构，并在LEACH算法基础上提出了适用于长时间监测的路由策略，实现了网络簇首节点的建立、广播、选择和调度，并根据能量耗费确定是加入某个簇还是作为一个独立节点直接与控制节点通信。仿真实验结果表明，该算法能够实时采集和远程传输农田温度、湿度等信息，同时能有效减少传感器节点的能耗，延长网络寿命，保证农用无线传感器网络的长时间稳定地工作。

无线传感器网络路由协议改进方案

针对无线传感器网络中节点能量的有限性问题,在LEACH协议基础上,采用新型的簇首选择机制,通过考虑候选节点的剩余能量、地理位置等参数来优化簇首选择,从而避免了低能耗和位置不佳的节点被选为簇头;同时为避免簇头节点能耗过多,引入节点度的概念;然后根据簇头离基站的距离对区域进行划分,实现多跳传输,进而保证了网络内节点能量负载的均衡性。仿真实验结果表明,新的算法机制能够更好地均衡网络内的节点能量,从而延长了节点与网络的寿命。