定向传感器网络中的最小化覆盖间隙和最大化网络生命时间问题的研究

本文研究了定向传感器网络中最小化覆盖间隙和最大化网络生命时间的问题.本文采用的定向感知天线模型，每个传感器有多个感应方向.在无线传感器网络中，最大化网络生命时间和最小化覆盖间隙是两个冲突的目标.为了在两者之间做出权衡，文章研究了在生命时间受约束的情况下最小化覆盖间隙问题（MCBLC）和在覆盖间隙受约束的条件下最大化网络生命时间问题（MLCBC）.对于MCBLC问题，我们首先将它模型化为整数规划问题，并提出两个启发式算法（MCBLC-G和MCBLC-G-1）.基于MCBLC-G （MCBLC-G-1）算法，利用二分搜索技术得到MLCBC问题的算法.最后，模拟验证了算法的性能.

无线传感器网络能量优化的研究综述

针对无线传感器网络能量受限,每个传感器的网络生命时间都特别依赖节点的电池能量问题,以无线传感器网络体系结构为主线,总结了协议栈各层提高能量效率从而延长网络生命时间的主要技术手段,讨论了延长传感器网络生命时间的未来发展方向。

基于分层模型的无线传感器网络分簇路由算法

无线传感器网络(WSN)与传统无线网络相比,网络节点在电源能量、计算与处理能力、通信带宽等方面都十分有限。延长网络的生命时间成为无线传感器网络的一个关键问题。文中提出了一种新的高效节能的分簇路由协议ULCR(Unequal Level-based Clustering Routing Algorithm)。该算法根据节点的剩余能量及节点所在层次来竞争簇头,同时使用候选节点的竞争范围来构造大小不均等的簇。簇间采用多跳方式转发数据,可以有效避免簇头能量消耗不均衡的问题。仿真结果显示,与LEACH和EEUC两种协议相比,ULCR协议可有效延长网络生命时间。

基于簇首选择机制的湿地水环境无线传感器网络监测系统的研究与试验

为解决湿地水环境污染监测问题,本文设计了无线传感器网络湿地水环境监测系统,在中国吉林省向海湿地进行试验。针对无线传感器网络监测的水环境的p H值和N量与常规方法监测的参数进行对比,相对误差平均值分别为2.2%和2.88%,测量精度可以满足湿地水环境的应用要求。在网络层路由算法采用了能量自适应的簇首选择机制的算法,经仿真验证概算法使网络生存时间延长了近25.75%。

贪婪算法在露天煤矿电铲动态称重系统的应用

为了延长数据传输网络生命时间,提升动态称重效果,研究了贪婪算法设计露天煤矿电铲动态称重系统。通过力传感器与角度传感器等,采集露天煤矿电铲动态称重数据。利用信号处理电路滤除采集数据内部噪声,以输出接口方式,传输处理后的数据至无线通信模块;利用近似贪婪算法,优化数据传输距离,延长网络生命时间。通过单片机控制力传感器与角度传感器等传感器采集数据,根据计算机处理结果实现限位报警。利用计算机处理单片机接收数据,获取电铲动态称重数据并在LCD显示器上显示。该系统可有效采集电铲回转时的应力值,在不同网络环数时,数据传输的网络生命时间较长、比率较高,数据传输效果较好。系统可精准动态称重,有效呈现动态称重结果。

低冗余度WSN非均匀分簇算法应用研究

将传统非均匀分簇算法应用于低冗余度的无线传感器网络(WSN)中时,存在传感器节点早衰和簇间多跳通信传输能量开销不均衡的问题。为此,针对低冗余度WSN,提出基于粒子群和最短路由树的非均匀分簇路由算法。利用粒子群算法优化非均匀分簇过程,通过建立最短路由树搜索簇间多跳传输最优路径,实现数据从传感器节点到基站的高效传输。仿真结果表明,相比于EECS和EEUC算法,该算法可有效延长低冗余度WSN的网络生命时间,均衡簇间通信能量消耗。

基于可调发射功率的无线传感器能量空洞避免算法

基于无线传感器数据收集网络的多对一收集特征,部分节点因为过早耗尽自身能量而导致网络原有覆盖区域缺失或者数据无法送达Sink节点,从而形成能量空洞现象.针对这一问题,提出一种避免能量空洞的算法ATPAEH(adjusting transmission power to avoid energy-hole).首先,根据网络中所有节点的剩余能量信息将节点分为门限节点和充裕节点两个集合.然后,对于门限节点集合中的节点形成最短路径树以多跳的方式将数据传送到Sink节点.而充裕节点集合中的节点根据该节点与Sink的距离调节其自身的发射功率,直接将数据传送到Sink节点.最后,通过与MILD算法的对比实验表明ATPAEH算法的优越性.此算法有效地均衡了网络的能量消耗,避免了能量空洞现象,从而延长了整个网络的生命时间.

基于环形搜索的WSN簇间最优路由选择

为了解决LEACH协议中由单跳路由算法造成的节点能量消耗不均衡的问题,首先,计算分析得出簇间多跳的最优跳数,得到簇头节点到基站的一条理想路径;然后,提出一种环形搜索方法去寻找与理想路径最接近的最优路径;最后,提出了簇头到基站的多跳路由算法。仿真实验结果表明,簇头到基站的多跳路由算法较LEACH协议在均衡节点能量消耗和延长网络生命时间方面的性能有明显的提高。