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小麦农田无线传感器网络能量高效数据汇集方法
1
作者 孙浩然 赵春江 +2 位作者 吴华瑞 缪祎晟 于合龙 《东北农业科学》 2023年第1期129-135,共7页
小麦农田无线传感器网络是实现小麦变量施肥、灌溉决策、病虫防控等农业精准作业的重要基础,针对小麦农田监测环境供电不便、环境复杂造成的无线传感器网络动态变化、监测周期短等问题,从能耗优化的角度研究提出了一种面向小麦农田的高... 小麦农田无线传感器网络是实现小麦变量施肥、灌溉决策、病虫防控等农业精准作业的重要基础,针对小麦农田监测环境供电不便、环境复杂造成的无线传感器网络动态变化、监测周期短等问题,从能耗优化的角度研究提出了一种面向小麦农田的高能效无线传感器网络拓扑关联簇首轮换方法(Topology based Energy-efficient Cluster-head Rotating Scheme for wireless sensor networks in wheat fields, TECRS)。该方法根据节点剩余能量、拓扑位置和节点度等多个因素综合计算簇首竞争权值,优先选择剩余能量高、节点度大、距汇聚节点近的传感器节点成为簇首,以提高节点的能量使用效率并延长网络寿命。最后为解决传统分簇算法中簇首频繁轮换开销大的问题,通过改变进行簇首选取的周期,对比算法在不同轮换周期下的平均能耗与网络寿命,确定最优的簇首轮换频率。仿真实验结果表明,每9轮数据上传进行1次簇首轮换时,TECRS算法在网络生命周期与节点能量均衡方面达到最优,此时网络生命周期约为LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)的2倍,是EEDRCP(Energy Efficient Double Rounds Clustering Protocol)与LUCR(A Layerbased Unequal Clustering Routing Protocol)算法的1.3倍,且较三种算法有着更好的能耗均衡性能,更适合于能量受限的小麦农田无线传感器网络监测应用。 展开更多
关键词 小麦农田 无线传感器网络 路由算法 簇首选取 能耗均衡 簇首轮换
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一种融合时间和剩余能量激发的分簇优化算法 被引量：3
2
作者 姜华 林加华 周万府 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2020年第10期37-44,共8页
针对无线网络中节点能耗不均和能效率低下等问题,提出了一种融合时间和剩余能量激发的分簇优化算法。首先给出了簇头轮换策略和轮换能量阈值,同时重新定义剩余能量阈值,并以此作为激发簇头轮换的临界条件,在网络模型既定的情况下分别推... 针对无线网络中节点能耗不均和能效率低下等问题,提出了一种融合时间和剩余能量激发的分簇优化算法。首先给出了簇头轮换策略和轮换能量阈值,同时重新定义剩余能量阈值,并以此作为激发簇头轮换的临界条件,在网络模型既定的情况下分别推导出传输轮数和剩余能量激发调节参数以实现簇头轮换策略的精准切换。仿真结果表明,相较于时间激发分簇、剩余能量激发分簇和LEACH-RE算法,分簇算法不仅延长了网络生存时间,还提高了节点的能效率;其中在节点能量同构环境下分别提高了28.62%、39.91%和13.94%;在节点能量异构环境下分别提高了48.22%、37.14%和20.23%。 展开更多
关键词 无线网络 簇头轮换 剩余能量激发 时间激发 能效率
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基于多目标优化的WSN簇首选择算法 被引量：3
3
作者 吴勇 张灵 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1062-1067,共6页
分簇思想可以很好的用于优化路由算法,现有的分簇算法簇首轮换选举大多数只是从簇首和基站之间距离、节点密集度、剩余能量、节点位置等指标来进行改进,没有考虑候选簇头距离各个簇首的平均距离。簇间转发数据包会消耗大量能量,是影响... 分簇思想可以很好的用于优化路由算法,现有的分簇算法簇首轮换选举大多数只是从簇首和基站之间距离、节点密集度、剩余能量、节点位置等指标来进行改进,没有考虑候选簇头距离各个簇首的平均距离。簇间转发数据包会消耗大量能量,是影响网络性能的一个重要因素。针对目前簇首轮换选举算法存在的不足,提出了一种综合考虑簇内和簇间两个优化目标的算法,此种算法本文简称为DEDS。建立了候选节点剩余能量、候选簇头节点距各个簇首节点平均距离等多目标概率模型作为簇首轮换选择依据。通过在NS2仿真平台上验证了该算法在时延、分组递交率、能耗、稳定性等网络性能优于其它分簇算法。 展开更多
关键词 无线传感器网络 簇首轮换 簇间平均距离 候选节点剩余能量 NS2 DEDS
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基于分簇的传感网虚拟MIMO协议 被引量：1
4
作者 宋世玮 仇建 《杭州电子科技大学学报（自然科学版）》 2015年第3期52-55,共4页
提出一种应用于无线传感网的新型分簇式虚拟MIMO协议。协议基于簇头轮换,避免大量重新分簇带来的拓扑维护开销,从而提高网络能量效率。在簇间路由中,提出一种新型的"跨跳"操作,以平衡网络中不同节点与簇的能耗和生命周期。仿... 提出一种应用于无线传感网的新型分簇式虚拟MIMO协议。协议基于簇头轮换,避免大量重新分簇带来的拓扑维护开销,从而提高网络能量效率。在簇间路由中,提出一种新型的"跨跳"操作,以平衡网络中不同节点与簇的能耗和生命周期。仿真实验结果表明,该协议较现有的的虚拟MIMO在能耗总量和均衡上均具有更好的效果。 展开更多
关键词 无线传感网 协作式MIMO 簇头轮换
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异构WSN中能耗偏差协调的分簇算法
5
作者 黄瑞玲 张伟 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2012年第12期4674-4676,4679,共4页
针对异构无线传感器网络中的能量消耗不均匀,能量利用率偏低的问题,提出了基于能耗偏差协调的分簇算法(CDEC)。该算法充分利用网络异构性的特点,通过引入节点能耗偏差度β及其协调参数λ,对簇头选举的门限值及簇头轮换的条件进行实时调... 针对异构无线传感器网络中的能量消耗不均匀,能量利用率偏低的问题,提出了基于能耗偏差协调的分簇算法(CDEC)。该算法充分利用网络异构性的特点,通过引入节点能耗偏差度β及其协调参数λ,对簇头选举的门限值及簇头轮换的条件进行实时调整,以达到均衡网络能耗、降低额外能耗的目的。仿真结果表明,CDEC分簇算法使得网络中能量的消耗更加均衡合理,显著延长了网络寿命,提高了网络的吞吐率。 展开更多
关键词 无线传感器网络 CDEC分簇算法 偏差度 簇头轮换 网络寿命
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基于WSN和ZigBee的水质监测系统设计 被引量：12
6
作者 孙卓 《电子设计工程》 2017年第24期96-100,共5页
为加大对城市水质的监控力度,设计了基于无线传感器网络的网络化、智能化水环境监测系统。该系统采用模块化设计的思想,使用集成MCU+射频收发芯片的SOC设计方案,选择CC2530芯片作为无线收发芯片、CC2591芯片作为低功耗射频前端,并使用Zi... 为加大对城市水质的监控力度,设计了基于无线传感器网络的网络化、智能化水环境监测系统。该系统采用模块化设计的思想,使用集成MCU+射频收发芯片的SOC设计方案,选择CC2530芯片作为无线收发芯片、CC2591芯片作为低功耗射频前端,并使用ZigBee建立无线数据网络,将水质参数经GPRS DTU模块传递至上位机控制系统,并在水质参数超标告警后自动进行数据高速采集和优先传输。在无线传感器网络拓扑控制中使用低功耗自适应集簇分层型协议节点控制算法优化簇头节点轮换机制,实现低功耗和能量均衡。测试结果表明,该系统能有效监控较大区域水质参数,能量利用效率和工作寿命都有提高,具备一定的应用价值。 展开更多
关键词 水质监测 无线传感器网络 ZIGBEE GPRS 拓扑控制 簇头节点轮换机制
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无线传感网簇头轮换能耗分析与改进策略 被引量：6
7
作者 邓瀚林 李磊 +2 位作者 黄河清 袁晓兵 王营冠 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期317-320,326,共5页
为了设计能量利用效率更高的无线传感网簇头轮换策略,建立了竞争式簇头轮换的能耗分析模型,分析了数据收集与簇头轮换的能耗比例,提出了基于调度的簇头轮换策略,以消除簇头轮换造成的能耗开销.仿真结果表明,基于调度的簇头轮换策略明显... 为了设计能量利用效率更高的无线传感网簇头轮换策略,建立了竞争式簇头轮换的能耗分析模型,分析了数据收集与簇头轮换的能耗比例,提出了基于调度的簇头轮换策略,以消除簇头轮换造成的能耗开销.仿真结果表明,基于调度的簇头轮换策略明显改善了簇内的能量使用效率和能耗均衡性. 展开更多
关键词 无线传感网 分簇 簇头轮换 能量效率
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节能高效的无线传感器网络非均匀分簇路由协议 被引量：2
8
作者 申志远 刘方爱 +1 位作者 侯冰俏 张春花 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第12期67-70,77,共5页
为了有效均衡无线传感器网络能耗、缓解能量洞问题、延长网络生命周期,提出了一种节能高效的非均匀分簇路由协议,其核心思想是采用结合计时广播和簇头轮换机制的非均匀分簇(BR-EEUC)算法对网络分簇,并根据代价函数选择代价较低的簇头作... 为了有效均衡无线传感器网络能耗、缓解能量洞问题、延长网络生命周期,提出了一种节能高效的非均匀分簇路由协议,其核心思想是采用结合计时广播和簇头轮换机制的非均匀分簇(BR-EEUC)算法对网络分簇,并根据代价函数选择代价较低的簇头作为中继节点,形成以汇聚节点为根节点的多跳路由,从而大大降低了能量开销。通过在OMNet++平台上的仿真实验结果表明:与LEACH和EEUC等路由协议相比,该协议有效地均衡了网络能量消耗,延长了网络寿命。 展开更多
关键词 无线传感器网络 非均匀分簇 多跳通信 簇头轮换
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基于非竞争式簇首轮转的WSNs分簇优化方法
9
作者 程宏斌 乐德广 +1 位作者 孙霞 王海军 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2012年第11期3125-3128,共4页
针对LEACH协议中节点网络能量效率低的问题,建立了分簇协议的能耗模型;基于对簇首竞选能耗和不同节点能耗差的分析,提出了一种基于非竞争式的WSNs簇首轮换方法:在每一个轮转周期的第一轮中竞选一次簇首,其余轮中采取固定轮转的方法依次... 针对LEACH协议中节点网络能量效率低的问题,建立了分簇协议的能耗模型;基于对簇首竞选能耗和不同节点能耗差的分析,提出了一种基于非竞争式的WSNs簇首轮换方法:在每一个轮转周期的第一轮中竞选一次簇首,其余轮中采取固定轮转的方法依次让其它节点充当簇首;同时合理设置每轮中的数据收集次数,以便有效降低网络簇首竞选能耗;理论分析和仿真实验表明:改进的分簇算法能够有效地改善WSNs分簇协议的总能耗性能。 展开更多
关键词 无线传感器网络 簇首轮转 非竞争式 能耗
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