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。

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。

基于蚁群的无线传感器网络双簇头算法

在无线传感器网络分层路由协议LEACH的基础上,重新定义了"轮"的概念,把每一轮划分成3个阶段而不是传统的2个阶段。提出基于蚁群的双簇头算法,根据信息素浓度在每一簇中选择具有分工特征的主簇头和副簇头,分别进行数据收集、融合、传输等工作。与LEACH和LEACH-C算法进行实验比较,该算法较好地平衡了网络的能量消耗,延长了网络的生命周期。

基于能量异构双簇头路由算法的水稻田无线传感器网络

针对无线传感器网络分簇结构中簇头节点能量消耗过快而容易死亡的问题,提出了一种适合于水稻田监测的混合天线组网通信的能量异构双簇头分簇路由算法。首先估算全网平均剩余能量确定阈值,根据阈值选择主簇头;然后依据节点向主簇头节点发送应答信号强弱的原则,确定簇成员节点;最后,按照簇内成员节点剩余能量大小,选择一个副簇头。副簇头负责收集并融合簇内其他成员节点的数据,从而减轻主簇头的能量消耗,降低主簇头的死亡概率。采用能量异构网络对本算法进行仿真,网络节点初始总能量的平均值与同构网络节点初始能量相等,结果显示,该算法异构网络相对于LEACH(low-energy adaptive clustering hierarchy)算法同构网络的稳定周期延长了12.1%。采用无线通信模块nRF905射频芯片和TDJ-0825BKM1定向天线,在水稻田进行混合天线通信试验,测试了定向天线水平覆盖范围;在此基础上的网络模拟试验结果表明,基于该算法的通信网络稳定周期比值相比于LEACH、LEACH-E(LEACH-energy adaptive and uneven cluster)、DEEC(design of energy efficient clustering)、EADC(energy aware data-gathering cluster-heads)4种算法分别提高了46%、47%、58%、11%。该研究可为大面积水稻田无线传感器网络组网进行环境参数实时监测提供理论参考。

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。

基于PSO的无线传感器网络双簇头分簇算法

利用粒子群优化算法对无线传感器网络分簇算法进行优化,考虑簇内节点和簇头节点两者的位置及能量信息优化选择主簇头和副簇头。主簇头用以收集簇内节点的信息并进行数据融合,并将融合后的数据发送给副簇头。副簇头负责与基站进行通信。该算法可以均衡簇内的能耗,达到延长网络生命周期的效果。仿真实验结果表明,与LEACH算法相比,该算法可使网络生命周期延长50%。

一种新的无线传感器网络非均匀分簇双簇头算法——PUDCH算法

能量利用效率问题一直是限制WSN广泛应用的瓶颈,能源容量对各个网络节点产生至关重要的影响。针对WSN中"能量空洞问题"以及由于簇头任务过重所导致的能量消耗过快,同时也为了提高WSN的能量利用效率,提出了一种无线传感器网络非均匀分簇双簇头算法——PUDCH。该算法先综合考虑节点综合信息(如节点剩余能量、节点到基站的距离),根据节点综合信息通过不同的时间竞争机制来选举簇头,将整个网络划分为不均匀的分簇;在规模大些的簇内,为了减轻簇头的负担再选取副簇头。最后簇头再构造基于最小生成树的最优传输路径。一系列的仿真表明PUDCH路由算法在WSN节约平衡节点能量消耗方面表现优良。

基于双簇头的无线传感器网络多跳路由协议

针对无线传感器网络分簇路由协议中簇头节点负载过重的问题,提出一种基于双簇头的多跳路由协议,该协议基于LEACH产生主簇头,然后根据节点的剩余能量及其与主簇头的距离产生副簇头,以负责数据转发的任务,减轻主簇头的负载,并在各副簇头之间形成簇间路由,将数据以多跳的方式传送到基站。仿真实验表明,与LEACH相比,该协议较好地均衡了网络的能量消耗,延长了网络的生命周期。

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"。

温室下无线传感器网络双簇头异构成簇算法的研究

在温室下无线传感器网络中,采用基于低功耗自适应集簇分层型算法进行分簇时,存在簇分布不均匀及路由能量消耗过快的问题。因此,本研究基于双簇头异构成簇算法,优化了簇头选择算法。在分好的簇中布署1个异构节点做为第一簇头,根据能量因素选择另1个簇头,2个簇头履行不同的职责,达到均摊能量消耗、延长网络生命周期的目的。其中,采用单跳与多跳结合方法将第一簇头节点信息传送到汇聚节点以达到提高传输效率的目的。仿真结果表明,该算法平衡了静态节点能耗,延长了网络存活时间。

一种基于聚合度模型的WSNs双簇头分簇路由协议

在无线传感器网络(WSNs)中能量负载不均衡问题,影响了网络的生命周期。提出一种基于聚合度模型的WSNs双簇头分簇路由协议(DCHP),DCHP协议将节点聚合度与剩余能量作为考虑因素引入阈值计算,从而使高剩余能量且聚合度高的节点优先选为第一簇头。在此基础上,根据簇内节点能量选出第二簇头,完成簇间多跳路由转发数据。仿真实验表明:DCHP协议能更好平衡网络能量负载问题,延长网络生命周期。

基于双簇头的WSNs非均匀分簇路由算法

无线传感器网络由大量密集部署的传感器节点组成,通过节点间的相互协作才能完成工作,因此传感器节点之间的协作非常重要。针对分簇结构无线传感器网络簇头间能耗不均衡导致的“热区”问题,提出一种基于双簇头的新型路由算法NCDH。通过将网络虚拟分区实现网络不均匀分簇,并依据节点的剩余能量、节点与基站的距离、节点度等因素,在簇内选取主、副双簇头节点负责数据处理和转发。在网络运行阶段,根据主簇头的运行状态确定是否启动副簇头,以保证网络能量均匀消耗。在数据传输阶段综合考虑节点与中转节点的距离以及中转节点的剩余能量,从而选出最佳中转节点。实验结果表明,与DEEC、MRDC、GURCP等算法相比,NCDH算法有效改善了网络的“热区”问题,延长了网络的生存时间。

Ad hoc网络双簇头分层结构

通过分析已有的Ad hoc体系结构存在的问题,提出了双簇头分层结构,并从首次簇头的生成、路由协议和数据通信三个实现要点详细介绍了双簇头分层结构;最后从平均簇数和吞吐率两个角度对双簇头与单簇头分层结构进行性能仿真和分析。其思想为Ad hoc体系结构的研究提供了新的方向。

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.

基于ARMA流量预测的WSN非均匀分簇双簇头选择算法

在无线传感器网络中引入双簇头机制可以用副簇头承担数据转发任务,能有效地分担主簇头的负载。但由于簇与簇的中继不同,转发簇头在不同时刻承担的转发任务不同,为此,有针对性地提出一种基于ARMA流量预测的W SN非均匀分簇双簇头选择算法,即AUDC算法,主簇头利用预测机制,根据簇内节点剩余能量选择副簇头。研究结果表明:采用该算法有效地延长了网络的生存周期,实现了网络的负载均衡。

一种新型双簇头分簇算法的性能研究

提出了一种新的双簇头分簇算法,该算法在单簇头分簇算法的基础上增加了一个备用簇头节点,在簇头节点能量耗尽或出现故障时,备用簇头节点能够实时升成簇头节点以维持簇稳定工作,从而减少网络重建的次数,提高网络稳定性.仿真实验表明,双簇头分簇算法比单簇头分簇算法有更好的稳定性和公平性.

双簇首的同簇异频分层多跳路由协议

LEACH协议是一种低能耗自适应的无线传感器网络分簇协议,基于簇间多跳的改进型协议进一步提高了网络寿命。然而,LEACH协议不是为多跳传输设计的,直接引入簇间多跳机制会带来严重的数据冲突问题。针对该问题,本文提出了基于双簇首的同簇异频分层多跳路由协议LEACH-DC。NS2仿真结果表明,所提出的协议可以很好地解决簇间多跳带来的数据冲突问题,延长网络寿命。

一种基于非均匀分布双簇头的无线传感器网络分簇算法

针对无线传感器网络分簇路由协议中因簇间路由产生的节点间剩余能量不平衡问题,提出一种非均匀分布双簇头的分簇方法。此方法基于LEACH算法产生主簇头,然后根据簇头所属区域离基站远近及其剩余能量确定各簇内数据转发簇头的产生概率,再按此概率产生非均匀分布的数据转发簇头,以减轻信息转发负担。仿真表明新算法和LEACH等算法相比能更有效地平衡网络中的能量消耗,延长整个网络的生存周期。