分簇路由

摘要： 传统的虚假信息控制方法难以及时更新输电网移动信息,导致节点死亡数量过多。为此,本研究提出基于时空相关性的输电网虚假信息智能控制方法。在分析虚假信息注入过程的基础上确定虚假信息,然后使用基于时空相关性的信息处理方法融合虚假信息,并消除冗余信息。基于此,设计分簇路由结构,从而确定虚假信息集群的移动路径。根据簇内节点连续采集的数据构建智能控制模型,及时更新输电网移动信息。由实验结果可知,该方法在有无备用连接方式的情况下,节点死亡数量均较少,且能够及时控制虚假信息,具有良好的控制效果。

摘要： 为了改善无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)节点能耗不均衡和大规模网络环境下模糊C-均值算法收敛速度缓慢的问题,提出一种基于改进抑制式模糊C-均值和粒子群算法的无线传感器网络分簇路由算法(WSN Clustering Routing Algorithm based on Improved S-FCM and PSO Algorithms,CRIS-FCMP)。在成簇阶段,利用抑制式模糊C-均值的目标函数构建不固定抑制率修正节点隶属度,以保证良好分簇效果,加快算法收敛速度。簇首选举阶段,依据簇内节点的能量关系设定节点动态能量阈值,并按照距离因素选举簇首。数据传输阶段,综合考虑能量因素、距离因素及负载因素设计路由路径适应度函数,并结合粒子群算法为簇首规划最优路由路径,以进一步均衡节点能耗。仿真结果表明,所提的改进算法能加快分簇的速度。

摘要： 电力线通信技术是建设坚强智能电网的重要手段。低压电力线通信因其强干扰、强衰减和强时变特性,严重限制了信号的传输距离。为了改善这种情况,从网络层入手,提出了一种基于多因素加权的低压电力线通信组网算法。该算法对传统分簇算法进行改进,在选择簇头节点时综合考虑节点连通度、节点负载情况以及节点有效通信距离和等因素,旨在解决以单一变量作为选举条件的簇结构不稳定的问题,同时借鉴人工蛛网的思想,为节点引入可通信的同层邻居节点作为备份路径,解决路径单一问题。将该方法与传统算法进行了对比,实验结果表明,改进后的算法选择簇头的方式更为合理,有利于保障节点公平性和负载平衡,同时备份路径的存在保障了通信可靠性,对于提高低压电力线通信组网的灵活性有一定的指导意义。

摘要： 在无线传感器网络中,针对传感器节点因电池供电导致的能量局限性问题,在三维球形网络中基于分簇路由算法提出了一种基于博弈模型的三维分簇路由(TCRAG)算法。该算法构建了一个三维WSN球形网络模型并根据选举出来的最优簇首个数进行区域划分,每个簇内节点采取博弈策略竞争出唯一簇首,使簇首在球形网络中分布均匀、成簇规模差异小以提高节点能量利用率。通过分析和仿真实验,结果表明与COACHS算法和MAIN3D算法相比,TCRAG算法在网络生命周期、网络剩余能量和网络能耗均衡性三个方面存有自身优势。

摘要： 针对物联网节能分簇路由受到物联网链路状况的影响,导致物联网的性能下降,以提高物联网的性能为目的,提出基于网络坐标的物联网节能分簇路由算法。在网络坐标的基础上,为了缓解离物联网基站较近的簇首出现通信过载问题,设定临界值为物联网节能簇首选择不同通信方式。通过对决策矩阵进行加权标准化处理,构建了物联网节能簇间通信路径。由于网络坐标只适用于网络节点密集的场合,采用自由空间模型来表示物联网节点收发数据过程中的能耗,根据物联网中最佳簇头数目的计算,确定了最佳簇头数目。结合物联网节能分簇路由算法的实现流程,实现了物联网节能分簇路由算法的设计。实验结果表明,基于网络坐标的物联网节能分簇路由算法不仅可以降低节点死亡率,还可以延长物联网的生命周期,从而使物联网的性能得以提高。

摘要： 针对物联网节能分簇路由受到物联网链路状况的影响,导致物联网的性能下降,以提高物联网的性能为目的,提出基于网络坐标的物联网节能分簇路由算法.在网络坐标的基础上,为了缓解离物联网基站较近的簇首出现通信过载问题,设定临界值为物联网节能簇首选择不同通信方式.通过对决策矩阵进行加权标准化处理,构建了物联网节能簇间通信路径.由于网络坐标只适用于网络节点密集的场合,采用自由空间模型来表示物联网节点收发数据过程中的能耗,根据物联网中最佳簇头数目的计算,确定了最佳簇头数目.结合物联网节能分簇路由算法的实现流程,实现了物联网节能分簇路由算法的设计.实验结果表明,基于网络坐标的物联网节能分簇路由算法不仅可以降低节点死亡率,还可以延长物联网的生命周期,从而使物联网的性能得以提高.

摘要： 现有的能量获取无线传感器网络分簇路由协议集中研究簇头选取和集群构建,对簇间路由的研究较少.簇间路由多采用最少跳数或最小化簇间传输能耗作为策略,没有综合考虑数据传输能耗、节点分布、节点的能量状态和能量收集.协议无法有效均衡节点的能耗,基站附近的网络容易出现能量空洞问题.针对网络出现的上述问题,提出了一种基于太阳能获能的能耗均衡多跳分簇路由协议.协议通过合理的区域划分设置每个单元的集群数量,实现网络非均匀分簇,均衡了不同单元中簇头节点的能耗;在簇头选取阶段,节点根据自身能量分布和邻居分布计算簇头权重,轮流当选簇头,有效平衡簇内节点的能耗;最后协议基于PSO算法设计路由策略,提高簇间传输数据的能耗效率,保证传输路径上的节点能耗均衡.通过仿真分析,本协议可以长时间维持网络的稳定周期,均衡节点能耗的性能相比其他协议有明显的优势,并且具有更高的网络吞吐量.

摘要： 随着无线终端数量的快速增长和多媒体图像等高带宽传输业务需求的增加,农业物联网相关领域可预见地会出现无线频谱资源紧缺问题。针对基于传统物联网的作物表型信息采集系统中存在由于节点密集部署导致数据传输过程容易出现频谱竞争、数据拥堵的现象以及固定电池的网络由于能耗不均衡引起监测周期缩减等诸多问题,本研究建立了一个认知无线传感器网络(CRSN)作物表型信息采集模型,并针对模型提出一种引入边缘计算机制的动态频谱和能耗均衡(DSEB)的事件驱动分簇路由算法。算法包括:(1)动态频谱感知分簇,采用层次聚类算法结合频谱感知获取的可用信道、节点间的距离、剩余能量和邻居节点度为相似度对被监控区域内的节点进行聚类分簇并选取簇头,构建分簇拓扑的过程对各分簇大小的均衡性引入奖励和惩罚因子,提升网络各分簇平均频谱利用率;(2)融入边缘计算的事件触发数据路由,根据构建的分簇拓扑结构,将待检测各区域变化异常表型信息触发事件以簇内汇聚和簇间中继交替迭代方式转发至汇聚节点,簇内汇聚包括直传和簇内中继,簇间中继包括主网关节点和次网关节点-主网关节点两种情况;(3)基于频谱变化和通信服务质量(QoS)的自适应重新分簇:基于主用户行为变化引起的可用信道改变,或分簇效果不佳对通信服务质量产生的干扰,触发CRSN进行自适应重新分簇。此外,本研究还提出了一种新的能耗均衡策略去能量消耗中心化(假设sink为中心),即在网关或簇头节点选取计算式中引入与节点到sink的距离成正比的权重系数。算法仿真结果表明,与采用K-medoid分簇和能量感知的事件驱动分簇(ERP)路由方案相比,在CRSN节点数为定值的前提下,基于DSEB的分簇路由算法在网络生存期与能效等方面均具有一定的改进;在主用户节点数为定值时,所提算法比其它两种算法具有更高频谱利用率。

摘要： 无线传感器网络集感知、计算和无线通信为一体，是以数据为中心的网络，数据存储和访问是无线传感器网络研究的重要问题之一.而无线传感器网络的路由协议是实现数据存储和访问的基础，围绕无线传感器网络以数据为中心，以分簇路由为基础，设计出一种适合分簇路由的无线传感器网络数据存储管理系统.首先从数据存储和数据查询两方面分别对此数据存储管理系统进行了阐述，然后通过实验对数据存储管理系统的能耗和查询速度方面进行了验证，效果良好，为WSN数据存储和管理提供了一种良好的途径。

摘要： 提出一种圆分布无线传感器网络的组合加权能量均衡分簇与路由算法(CW-EBCR)。算法综合考虑了节点的度、节点能量水平、节点到其邻居节点的平均距离、以及节点当选簇首的累计时间,距离sink基站的距离等因素,在考虑最优簇数的基础上,周期性成簇,并实现了簇的自维护。仿真和分析表明：算法可以很好地实现圆分布无线传感器网络簇内和簇间能量均衡,较ACO-EBR算法延长20%的网络生存期。

摘要： GAF路由协议是无线传感器网络中一种典型的分簇路由协议。由于它通过节点3种状态的变化来选举簇头和传输数据,从而导致数据传输的能耗增加和可靠性较低。该文针对这些问题,对GAF路由协议进行了优化,提出了一种高能效可靠路由协议ERGAF。它利用节点剩余能量随机选择簇头,为每个簇增加一个备用簇头,这样可以提高传输的可靠性并减小传榆时延。同时ERGAF路由协议还利用最小权重值建立从簇头到基站的最优传输路径,从而减少了能量的消耗。

摘要： 为了延长网络的使用寿命，更有效的利用传感器节点的能量，在分簇路由(如LEACH)的基础上，提出了一种节省能量的基于动态树的无线传感器网络路由协议DTRP。rn 仿真结果显示DTRP与传统LEACH相比，可以显著地节约能量，平衡节点能量消耗。

摘要： 本发明涉及一种基于双簇头聚类分簇和数据融合的无线传感器网络路由算法，包括无线传感器节点组1，汇聚节点2，其特征在于：无线传感器节点组1包括在200米*200米的正方形区域中随机分布的200个无线传感器节点，分别用N_i表示,i=1，2，…,200；设共有10个簇，分别用C_j，j=1,2，…,10；N_i属于并且只属于某一个簇C_q,q为1,2，…,10中的一个；其针对LEACH协议簇头随机选取造成的簇头分布不均匀，研究一种基于聚类的双簇头分簇算法，以优化无线传感器网络的能量消化，延长网络的生命周期；首先利用聚类算法将整个网络区域的节点分为若干个类（即以后的簇），然后再在簇中分别选择第一簇头、第二簇头，第一簇头用于向汇聚节点发送数据，第二节点用于数据融合。

摘要： 本发明提出一种基于模拟量子退火的移动自组织网络分簇及簇间路由规划方法，主要解决现有技术能量消耗大的问题。其实现方案是：初始化移动自组织网络所有节点的集合A；节点集合A向空中平台发送数据信息；空中平台根据节点集合的数据信息得到总的节点集合集R；对节点集合集R中的每一个节点集合构造经典哈密顿量Hc；根据哈密顿量Hc，利用路径积分蒙特卡罗量子退火算法计算分簇和簇间路由规划的最优解sbest；根据该最优解得到新的分簇信息及路由信息，并将这些信息通知给所有节点，形成新的规划方案进行高效、可靠的数据传输。本发明减少网络的通信能量消耗，提高了路由规划的效率，可用于移动自组织网络路由的快速构建。

摘要： 本发明公开了一种能量负载均衡的非均匀分簇方法及非均匀分簇路由方法，根据候选节点的竞争半径进行非均匀分簇，考虑了节点的剩余能量、节点密度的因素，充分保证了簇的大小、节点剩余能量以及节点密度三者之间的平衡，避免节点能耗过大过早死亡；同时对簇间信息传输提出了一种基于最短路径的多跳方式，以降低网络的总体能耗，延长网络的生命期。

摘要： 本发明公开了一种应用于电力物联网的无线传感分簇路由簇头选择方法，包括步骤1，节点间相互发送测试数据包以计算节点间通信能效值，并建立邻域节点信息表；步骤2，全网选取具有最大邻域节点通信能效值之和的节点作为簇头节点；步骤3，簇头节点对邻域节点设置衰减系数后进入休眠状态，全网各节点重新计算邻域节点通信效能之和，并返回执行步骤2，直到获得预设数量的簇头节点；步骤4，各非簇头节点根据簇头信息表选择具有最高路径效能值的簇头节点作为自身簇头进行数据传输。本发明将自动选择出通信能效最高的节点作为全网簇头，并让各节点按照具有最高通信能效的路径与簇头节点间进行数据传输。

摘要： 本发明涉及一种基于双簇首的无线传感器网络分簇路由方法，所述方法包括：无线传感器网络中的基站向整个网络发送初始化消息；无线传感器网络内的节点向所述基站上报自身的位置、剩余能量和节点ID信息；所述基站获取无线传感器网络内节点的位置、ID、剩余能量，并统计节点总数；所述基站根据统计的信息将分布区域进行横向划分；根据节点的位置、ID以及剩余能量，选举出候选主簇首；根据所述候选主簇首与所述基站之间的距离，设置不同的竞争半径，并在所述竞争半径内选举出最终主簇首，并由所述最终主簇首组织成簇；在数据传输时，分为簇内和簇间的传输方式。本发明提供的技术方案，能够解决网络生存周期短的问题。

摘要： 本发明公开了一种带有局部簇重构的非均匀分簇路由算法，根据节点到达汇聚节点的跳数对网络划分层次,综合考虑节点剩余能量和位置等因素的影响,在每个层次中通过竞选方式产生簇头，在每轮的数据传输阶段,根据距离汇聚节点的远近程度,各个层次以不同的频率在本层内部进行局部的簇重构,从而减少因簇重构产生的能量消耗。最后,构建了多跳传输路由负责簇内和簇间的数据转发。本发明能有效地均衡网络负载和延长网络生命周期。

摘要： 本发明公开了一种能量负载均衡的非均匀分簇方法及非均匀分簇路由方法，根据候选节点的竞争半径进行非均匀分簇，考虑了节点的剩余能量、节点密度的因素，充分保证了簇的大小、节点剩余能量以及节点密度三者之间的平衡，避免节点能耗过大过早死亡；同时对簇间信息传输提出了一种基于最短路径的多跳方式，以降低网络的总体能耗，延长网络的生命期。

摘要： 本发明基于方形最优规模双簇头无线传感器网络分簇路由方法，涉及一种降低网络能耗分簇路由方法，本方法用于方行监测区域，根据节点数量、与中继转发节点之间的距离等因素确定簇首最佳规模，在簇首选举过程中，对LEACH协议方法中的簇头选举阈值公式加以优化，结合距离、节点消耗所剩能量和节点密度条件与随机生成数比较，普通节点以能量为限制的竞争半径动态入簇，完成簇群建立后竞选副簇头，分担主簇头数据收集与融合能量消耗，并转发给簇头；簇间路由阶段，簇头以多跳与单跳方式传输数据，中转节点能量、位置选取能提高簇间数据传输的效率。通过实验分析，该方法能够促进监测区域网络的寿命，有效降低网络能量能耗。

摘要： 本发明公开了一种应用于电力物联网的无线传感分簇路由簇头选择方法，包括步骤1，节点间相互发送测试数据包以计算节点间通信能效值，并建立邻域节点信息表；步骤2，全网选取具有最大邻域节点通信能效值之和的节点作为簇头节点；步骤3，簇头节点对邻域节点设置衰减系数后进入休眠状态，全网各节点重新计算邻域节点通信效能之和，并返回执行步骤2，直到获得预设数量的簇头节点；步骤4，各非簇头节点根据簇头信息表选择具有最高路径效能值的簇头节点作为自身簇头进行数据传输。本发明将自动选择出通信能效最高的节点作为全网簇头，并让各节点按照具有最高通信能效的路径与簇头节点间进行数据传输。

摘要： 本发明涉及一种基于双簇首的无线传感器网络分簇路由方法，所述方法包括：无线传感器网络中的基站向整个网络发送初始化消息；无线传感器网络内的节点向所述基站上报自身的位置、剩余能量和节点ID信息；所述基站获取无线传感器网络内节点的位置、ID、剩余能量，并统计节点总数；所述基站根据统计的信息将分布区域进行横向划分；根据节点的位置、ID以及剩余能量，选举出候选主簇首；根据所述候选主簇首与所述基站之间的距离，设置不同的竞争半径，并在所述竞争半径内选举出最终主簇首，并由所述最终主簇首组织成簇；在数据传输时，分为簇内和簇间的传输方式。本发明提供的技术方案，能够解决网络生存周期短的问题。