An Energy-Efficient Routing Protocol for Event-Driven Dense Wireless Sensor Networks

The routing energy efficiency of a wireless sensor network is a crucial issue for the network lifetime. In this article, we propose MICRO (MInimum Cost Routing with Optimized data fusion), an energy-efficient routing protocol for event-driven dense wireless sensor networks. The proposed routing protocol is an improvement over the formerly proposed LEACH and PEGASIS protocol, which is designed to be implemented mainly with node computations rather than mainly with node communications. Moreover, in the routing computation the proposed scheme exploits a new cost function for energy balancing among sensor nodes, and uses an iterative scheme with optimized data fusions to compute the minimum-cost route for each event-detecting sensor node. Compared to the PEGASIS routing protocol, MICRO substantially improves the energy-efficiency of each route, by optimizing the trade-off between minimization of the total energy consumption of each route and the balancing of the energy state of each sensor node. It is demonstrated that the proposed protocol is able to outperform the LEACH and the PEGASIS protocols with respect to network lifetime by 100–300% and 10–100%, respectively.     

无线传感器网络中基于线性网络 编码的节能路由算法

 该文基于网络编码思想,提出一种无需重传与确认的路由算法,这种算法以最小化单位比特有效数据的能耗为目标,给出最优化数学模型,并用遗传算法进行求解.所提出的免重传路由算法可以降低能耗,减轻节点之间的无线电干扰,节省了节点用于重传数据包所需配置的缓存.     

WSANs中基于跳步数自适应的路由算法

无线传感反应网络是由大量传感节点和少量（可移动）资源丰富的反应节点构成.传感节点 负责收集外部环境信息,而反应节点对外部环境实施相应的操作.本文分析节点能量消耗模 型,求解出理想条件下单条路径上总能耗最小时的最优跳步数.在此基础上,提出了一种跳 步数自适应的路由算法HAR,用来实现数据收集的实时需求与能量消耗之间的平衡.仿真实验 表明：HAR算法在平衡能量消耗与时间延迟的性能上优于HBMECT算法,而且能较好地适用于 反应节点移动的情形.     

基于能量优化的无线传感器网络安全路由算法

针对无线传感器网络路由面临安全威胁和节点能量有限的不足,提出一种基于能量优化的安全路由算法(EOSR).该算法把优化能量、提高路由安全性和缩短传输时延同时作为设计目标,采用多目标决策,在保证安全性和快速传输的同时,让能量储备较多的节点承担较多的数据转发任务,可获得最优路由和延长网络生命期.通过预置公私密钥对,有效地提高了路由的安全性.给出了该算法中路由发现、路由选择和路由删除的具体步骤,通过仿真实验证明该算法的有效性.     

高能量有效性的无线传感器网络 数据收集和路由协议

 提出了一种分布式高效节能的无线传感器网络数据收集和路由协议HEEDC.此协议中传感器节点根据自身状态(综合考虑剩余能量、节点密度等因素计算得出的代价因子)自主的竞争簇首,同时为减少簇首节点的能量开销,簇首之间通过多跳方式将各个簇内收集到的数据发送给特定簇首节点,并由此簇首节点将整个网络收集的数据发送给汇聚节点.仿真实验表明,HEEDC协议比起现有的几种重要路由协议(如LEACH、PEGASIS等),能提供更加有效的能量使用效率,延长无线传感器网络的生存周期.因此,使用HEEDC协议的无线传感器网络具有更好的使用性,其监测结果具有更高的可靠性.     

能量高效的无线传感器网络时空查询处理算法

 在无线传感器网络环境中,用户经常提交的查询是时空查询,如“获得区域A在某个给定时间段内的感知数据”.由于传感器节点能量十分有限,因此,能量高效的时空查询处理是目前亟需解决的问题.首先指出了现有的时空查询处理算法能量消耗大的原因在于查询协调节点选择不合理.然后给出了理论上最优的查询协调节点的位置及其证明,并基于该理论提出了一类能量高效的传感器网络时空查询算法ECSTA.最后通过实验分析了节点密度和查询区域大小对算法能量消耗的影响.理论和实验结果表明ECSTA算法优于现有的STWin框架下的算法.     

EERP:一种能源有效的无线传感器网络路由协议

针对同构无线传感器网络的能源瓶颈问题提出一种能源有效的自适应路由协议,该协议在分布式动态分簇的基础上提出一种班车算法对数据进行逐层汇聚,以减少网络中流动数据包的数量,同时分担簇头节点的计算量。Tossim仿真试验表明该协议能够显著地减少节点的能量开销,提高网络的适应性,有效地延长网络的生命周期。     

无线传感器网络中基于空间相关性的移动代理路由算法

资源受限的传感器节点密集分布在无线传感器网络监控区域,sink节点通过收集节点间观测信息对监控区域内发生的事件进行感知.本文提出SCMAR(Spatial Correlation-based Mobile Agent Routing)路由算法,在移动代理架构内,利用节点观测数据的空间相关性以能量有效的方式对感知事件进行...     

无线传感器网络自适应并发多路由算法

无线传感器网络地理位置路由算法需要克服本地最小化现象.已有的算法均以"右手规则"为基础来克服这一现象,但是,"右手规则"会损失链路且难以在路由过程中动态调整所选路由,对自适应多路由选择不利.通过深入分析本地最小化现象,发现合理限定贪心算法的选路区域可以克服本地最小化现象,由此提出Clockwise Rule,该规则不损失链路,可动态调整所选路由,耗费低.在此基础上,提出了自适应并发多路由算法APMR(Adaptive Parallel Multi-path Routing).算法是分布式的,可在任意中继节点处动态调整路由策略,优化路由过程.仿真结果表明APMR算法对网络性能有很好的改善.     

无线传感器网络三维空间最佳覆盖路由协议

本文针对新兴无线传感器网络中的三维空间随机最佳覆盖NP难问题进行了研究.采用计算几何与图论着色方法建立了三维空间的随机最佳覆盖数学模型,给出了一种分布式启发算法,得到了完成最佳覆盖的低能量消耗路径.并在此基础上设计了一种可以实现无线传感器网络三维空间最佳覆盖的优化路由协议.最后进行了协议算法的性能评价以及最佳覆盖和网络生存时间的实验仿真,结果表明协议算法时间复杂度低,并具有可扩展性、有效性和鲁棒性.     

移动传感网中一种基于RSSI的机会主义路由设计

 本文针对移动无线传感网提出一种结合节点移动向量和接收信号强度指示值RSSI(Received Signal Strength Indicator)信息的机会主义路由OR-RSSI,利用Sink节点Beacon报文的RSSI信息建立并更新机会概率值,使用报文广播后所能到达的具有最大机会概率值的最佳节点进行存储转发,完成移动无线传感网信息收集.OR-RSSI是一种良好的后择路由,不以既存路径为基础,不需额外设备支持,具有报文成功传输率高、网络有效吞吐量大以及能耗低等优点.     

交通路灯监控系统的无线传感网链状路由算法

在交通路灯监控系统中为节省网络节点能耗和降低数据传输时延,提出一种无线传感网链状路由算法（CRASMS）。该算法根据节点和监控区域的信息将监控区域分成若干个簇区域,在每一个簇区域中依次循环选择某个节点为簇头节点,通过簇头节点和传感节点的通信建立簇内星型网络,最终簇头节点接收传感节点数据,采用数据融合算法降低数据冗余,通过簇头节点间的多跳路由将数据传输到Sink节点并将用户端的指令传输到被控节点。仿真结果表明：CRASMS算法保持了PEGASIS算法在节点能耗方面和LEACH算法在传输时延方面的优点,克服了PEGASIS 算法在传输时延方面和LEACH算法在节点能耗方面的不足,将网络平均节点能耗和平均数据传输时延保持在较低水平。在一定的条件下,CRASMS算法比LEACH和PEGASIS算法更优。     

一种基于蚁群算法的WSN能效均衡路由

为了解决无线传感器网络的能耗不均衡问题,提出了一种基于蚁群算法(ACO)的自适应能量均衡路由算法(EBEA).该算法将节点的能量密度融入到启发因子中,利用蚂蚁的动态适应性在全局范围内寻求最优路径让网络达能量均衡的效果.仿真实验结果表明,与LEACH算法相比,该算法能够均衡整个网络的能耗,并有效的避免了网络分割或者"能量空洞"现象,延长网络的生命周期.     

Energy-Efficient Routing for Connection-Oriented Traffic in Wireless Ad-Hoc Networks

We address the problem of routing connection-oriented traffic in wireless ad-hoc networks with energy efficiency. We outline the trade-offs that arise by the flexibility of wireless nodes to transmit at different power levels and define a framework for formulating the problem of session routing from the perspective of energy expenditure. A set of heuristics are developed for determining end-to-end unicast paths with sufficient bandwidth and transceiver resources, in which nodes use local information in order to select their transmission power and bandwidth allocation. We propose a set of metrics that associate each link transmission with a cost and consider both the cases of plentiful and limited bandwidth resources, the latter jointly with a set of channel allocation algorithms. Performance is measured through call blocking probability and average energy consumption and our detailed simulation model is used to evaluate the algorithms for a variety of networks.     

Routing Protocol with Optimal Location of Aggregation Point in Wireless Sensor Networks

1IntroductionAdvances in the miniaturization of MicroElectronicand Mechanical Structures(MEMS)haveledto batterypowered sensor nodes that have sensing,communica-tion,and processing capabilities[1~4].Sensor networkshave emerged as an indispensable and i mpo…     

无线多媒体传感器网络路由协议研究

传统的无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)路由协议不能很好地适应多媒体数据流的传输.近来,提出了一些无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Networks,WMSNs)路由协议.本文首先讲述了WMSNs服务质量保障路由问题及其面临的挑战,从五...     

无线传感器网络的自组织机制研究

无线传感器网络的自组织包含不依赖于固定通信基础设施的有规则联系和运动,本文在特定应用中研究这一过程.在定性分析无线传感器网络的自组织特性之后,提出自组织度和自组织单位能耗的自组织评价方法,在典型应用中以此量化分析无线传感器网络的自组织演化机制.仿真表明,在特定应用中的无线传感器网络表现出孕育、发育、成熟、衰退和死亡的自组织过程,自组织能耗依赖于特定的部署方式和无线模型.     

无线传感器网络LEACH路由协议改进

由于无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)中节点能量有限,需要设计能量有效的协议,以延长网络的生存时间。在LEACH路由协议的基础上,综合考虑节点已经充当簇头的次数、剩余能量和地理位置参数来优化簇头的选择机制,提出了LEACH-W路由协议算法。实验结果表明,LEACH-W算法具有更长的网络生命周期。     

基于生成树的无线传感器网络分布式路由协议

在无线传感器网络中,节点具有有限的电池能量,为了延长网络的生存时间,提出了一种基于生成树的分布式路由协议STRP及其具有能量意识的改进版本STRP-PA.每个传感器节点根据相邻节点与基站的距离、剩余能量等信息寻找父节点,构造一棵以基站为根的近优最小生成树,节点采集的数据沿树传输,并在树杈节点进行聚合.仿真实验结果表明:STRP-PA协议能够节省网络能量,显著延长网络稳定工作的时间,性能明显好于LEACH协议.     

无线传感器网络中基于树的能量高效分布式精确数据收集算法

在大规模节点密集的多跳传感器网络中,精确数据收集存在着"热区"问题:越靠近Sink节点的传感器节点,其承担的数据转发量就越多,能量消耗也越快,从而成为瓶颈节点,缩短整个网络的生命周期.最大生命周期数据收集树的构建已被证明是NP完全问题.已有算法大多是集中式算法,不适用于大规模节点密集的传感器网络.本文提出一种分布式精确数据收集算法EEDAT,在大规模节点密集的传感器网络中,不仅能够保证每个节点到Sink的路径是最短路径(最少跳数),而且能有效延长网络生命周期.EEDAT分为两个基本步骤,首先随机生成一棵数据收集树,然后根据各个传感器节点的孩子数和剩余能量,对已生成的数据收集树进行调整,使得各个节点的负载尽量均衡,从而达到延长网络生命周期的目的.实验结果表明,与已有分布式算法LMST相比,EEDAT所构造的数据收集树能延长网络生命周期平均20%.