基于簇头优化的自供能无线传感网络路由算法

针对能耗均衡的自供能无线传感器网络分簇算法(EBCS)节点在选举簇头时没有能量的阈值限制,导致能量较低的节点可能当选簇头,并且簇头节点只能担任一轮次,致使能量充足的节点无法继续连任,同时EBCS没有基于自供能这一特点考虑死亡节点复活后的选举机制的问题,提出了一种基于簇头优化的自供能无线传感器网络分簇路由算法(CCOS)。首先,对簇头选举时的能量阈值进行优化,限制了能量不能胜任簇头的节点参选;其次,引入并改进了簇头连任机制,使簇头节点结合自己的能量补给水平来决定自己能否在下一轮连任簇头;然后,提出了阈值敏感的节点复活机制,通过设置软、硬复活阈值让死亡节点在积累达到相应能量阈值时复活。实验结果表明,在不同的能量补给场景下,CCOS与EBCS相比,当前网络中的可用节点数提高了约8%,数据传输成功率提高了约5%。CCOS可以更合理地利用再生能源,有助于自供能传感网络的部署。

改进簇头选择策略的无线传感器网络路由协议设计

针对现有分簇算法的不足,文章提出基于节点剩余能量和节点与基站距离优化簇头选择的分簇路由协议LEACH-MCE。仿真结果表明,与经典的LEACH算法相比,该算法可有效避免分簇路由协议中易出现的盲节点现象,大大降低网络能量消耗,能有效延长大规模无线传感器网络的生命周期。

传感器网络分簇时间跨度优化聚类算法

针对无线传感器网络(WSN)簇头节点能效低、网络能量负载不均衡问题,提出一种传感器网络分簇时间跨度优化(CTSO)聚类算法。该算法首先在簇头选举方式上关注了簇内成员数量和簇头间距的约束问题,尽可能地避免各个簇之间发生覆盖重叠,优化簇内节点能量;接着对簇头的选举周期进行优化,以任务执行周期大小作为一个时间跨度并分为多个轮,通过最小化簇头选举的轮数来减少用于选择簇头而花费在广播消息上的能量,提升簇头节点的能量利用率。实验仿真结果表明,对比基于多Agent的同质态数据汇聚路由方案以及自适应数据汇聚路由策略,CTSO算法的平均能量效率分别提高了62.0%和138.4%,节点寿命则分别提高了17%和9%。CTSO算法在提升无线传感器网络簇头能效及均衡节点能量上具有较好的效果。

无线传感器网络簇头多跳路径路由算法

在LEACH协议特定簇头选取(DCHS)算法的基础上,提出了一种基于蚁群优化(ACO)的簇头间多跳路径(ACO-CHMP)路由算法。该算法先采用DCHS算法分簇,在稳态运行阶段,利用改进的ACO算法找到从距基站最近簇头节点到基站的遍历所有簇头节点的最优路径,然后从该簇头节点开始沿着最优路径进行数据传输到基站。仿真结果表明:与LEACH算法、DCHS算法和ACO算法相比,该算法极大地均衡了网络的能量消耗,延长了无线传感器网络生命周期。

一种基于S-PSO的无线传感器网络分簇路由算法

针对LEACH算法的簇头分布不合理、网络能耗不均的问题,在LEACH协议的基础上,提出了一种基于改进粒子群算法的无线传感器网络分簇路由协议.首先引入粒子群优化算法,优化其惯性权重参数,得到了惯性权重基于正弦调整的PSO算法(S-PSO),同时适应度函数综合考虑了多个因素,使簇头的选择更具合理性,簇内分布更加均匀,降低了网络能耗.仿真结果表明改进后的路由协议与LEACH协议和基于PSO的路由协议相比具有更好的效果,不仅能够减少网络平均能耗,使剩余节点数增多,延长了网络生存周期.

一种基于DEEC的异构节能分簇改进算法

针对无线传感器网络中因有限能量利用不佳从而导致网络生存周期缩短的问题,提出一种基于DEEC的优化能量利用的改进算法(IDEEC)。该算法一方面对DEEC的阈值进行调整,在DEEC的阈值中加入剩余能量与网络平均剩余能量的比值以及最优簇头数,以增加剩余能量多的节点成为簇头的概率,另一方面采用精确化方案求解网络平均剩余能量,同时采用簇内成员节点的调度机制让冗余节点进入休眠模式以节约网络能耗、延长网络生存周期。仿真结果表明,IDEEC的能耗比LEACH降低60.6%,比DEEC降低47.9%,网络生存时间比LEACH提高61.9%,比DEEC提高49.1%。

无线传感器网络LEACH算法的改进

针对低功耗自适应集分簇算法(LEACH)簇头选取随机、未考虑节点到基站的距离、节点分布不合理、耗能不均匀等问题,提出一种改进的LEACH算法。优化成簇阶段簇头节点的选取函数,在该阶段,引入分簇中节点的分布情况、节点距离基站的远近及基站接收消息的有效半径等因素;传输阶段完成后,在头节点选取函数中加入节点能否重复当选为头节点的条件。仿真结果表明,改进的算法相比于原算法生命周期提高了36.4%,增加了节点数据包的传输,减少了网络的能量消耗,延长了网络生存时间。