基于优化簇半径的WSNs非均匀分簇路由

基于双簇头的WSNs非均匀分簇路由算法
陈辉;高岩
【期刊名称】《计算机工程》
【年(卷),期】2022(48)10
【摘要】无线传感器网络由大量密集部署的传感器节点组成,通过节点间的相互协作才能完成工作,因此传感器节点之间的协作非常重要。

针对分簇结构无线传感器
网络簇头间能耗不均衡导致的“热区”问题,提出一种基于双簇头的新型路由算法NCDH。

通过将网络虚拟分区实现网络不均匀分簇,并依据节点的剩余能量、节点
与基站的距离、节点度等因素,在簇内选取主、副双簇头节点负责数据处理和转发。

在网络运行阶段,根据主簇头的运行状态确定是否启动副簇头,以保证网络能量均匀
消耗。

在数据传输阶段综合考虑节点与中转节点的距离以及中转节点的剩余能量,
从而选出最佳中转节点。

实验结果表明,与DEEC、MRDC、GURCP等算法相
比,NCDH算法有效改善了网络的“热区”问题,延长了网络的生存时间。

【总页数】9页(P184-192)
【作者】陈辉;高岩
【作者单位】安徽理工大学计算机科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41
【相关文献】
1.基于ARMA流量预测的WSN非均匀分簇双簇头选择算法
2.基于时间驱动簇头选择非均匀分簇路由算法
3.基于P SO的无线传感器网络非均匀分簇双簇头路由算法
4.一种基于非均匀分布双簇头的无线传感器网络分簇算法
5.基于非均匀分簇的WSN双簇头路由算法
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WSNs基于非均匀分区成簇的多跳路由协议陈笑;祁荣宾;钱锋;Huaglory Tianfield【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2012(033)008【摘要】针对无线传感器网络中节点能量有限和能量空洞问题,提出了一种基于优化簇半径的非均匀分区成簇多跳路由算法(UZCMR).在分簇时充分考虑节点的能量和地理位置,通过“逐层分区”的方法将整个网络以Sink为中心划分成若干个区域.每个区域中的节点通过最优簇半径进行分簇,同时使用参数使靠近Sink节点的簇的规模小于远离Sink节点的簇,并采用了最小通信代价的多跳路由.试验表明,与低功耗自适应集簇分层型(LEACH)协议相比,UZCMR形成的簇首分布均匀,有效均衡了节点能量消耗,缓解了能量空洞问题,显著延长了网络生命周期,也扩大了协议的适用规模.【总页数】6页(P18-23)【作者】陈笑;祁荣宾;钱锋;Huaglory Tianfield【作者单位】化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室(华东理工大学) 上海200237;化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室(华东理工大学) 上海200237;化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室(华东理工大学) 上海200237;Department of Computer,Communications and Interactive Systems,School of Engineering and Built Environment,Glasgow Caledonian University,Glasgow Scotland,U.K.G4 OBA【正文语种】中文【中图分类】TP273【相关文献】1.基于能量和密度的WSNs动态分区成簇路由算法 [J], 史雨雨;郁进明;李雪2.面向用电信息采集的WSN非均匀分簇多跳路由算法 [J], 孙毅;卢可;唐良瑞3.基于动态分区的无线传感器网络非均匀成簇路由协议 [J], 孙彦清;彭舰;刘唐;陈晓海4.基于非均匀成簇的无线传感器网络多跳路由算法 [J], 吴标;崔琛;余剑;易仁杰5.WSN中基于非均匀簇的混合多跳路由协议 [J], 周钰川;施荣华;周媛媛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于自适应粒子群优化的WSNs非均匀分簇路由算法
杭超;李刚;包涵;李雯珺;李德仓
【期刊名称】《传感器与微系统》
【年(卷),期】2023(42)1
【摘要】针对无线传感器网络(WSNs)中存在的能量空洞问题,提出了一种基于自适应粒子群优化(PSO)的WSNs非均匀分簇路由(APSO-NUCR)算法。

在簇首选举阶段,引入一个能量阈值从网络中筛选出候选簇首,候选簇首根据竞争半径构造规模大小不一的簇。

引入PSO算法来确定簇首,建立基于节点能量和位置的适应度函数,根据适应度值来确定最终簇首。

根据粒子当前适应度值计算惯性权重和学习因子,更新速度和位置,平衡算法的全局和局部搜索能力。

在数据传输阶段,簇内采用单跳传输方式,簇间数据传输基于Prim最小生成树的最优多跳路径。

仿真结果表
明:APSO-NUCR算法在利用能量和均衡网络能耗方面有良好的性能,延长了网络寿命。

【总页数】5页(P117-121)
【作者】杭超;李刚;包涵;李雯珺;李德仓
【作者单位】兰州交通大学机电技术研究所;甘肃省物流及运输装备信息化工程技术研究中心;甘肃省物流与运输装备行业技术中心
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.基于粒子群优化的非均匀分簇路由算法
2.基于粒子群优化的WSN非均匀分簇路由算法
3.基于粒子群算法的WSN非均匀分簇路由协议
4.基于蚁群优化的列车WSNs非均匀分簇路由算法
5.基于双簇头的WSNs非均匀分簇路由算法
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一种新的基于链簇式的WSN不均匀分簇路由协议孙龙;徐汀荣;马菲【摘要】针对无线传感器网络中节点耗能不均衡的情况,提出一种基于链簇式的不均匀分簇路由算法(URCC).在簇首选举机制中,以能量变化为度量确定簇头数以及不均匀分簇的大小,同时以邻节点数及剩余能量作为权重选举簇首.路由采用链式路由,由距离基站近的m个簇首分别成链并构成一条高级链,并将稳定阶段分为m个阶段,依次从m个簇首中随机选取一个簇首作为链头与基站通信,降低簇重建的频率.仿真实验表明,该算法不仅有效均衡了簇内节点间的能量消耗,同时兼顾了簇头之间的能量均衡,有效延长了网络的存活时间.【期刊名称】《计算机应用与软件》【年(卷),期】2015(032)001【总页数】4页(P106-109)【关键词】无线传感器网络;链簇式;簇头数;不均匀分簇【作者】孙龙;徐汀荣;马菲【作者单位】苏州大学计算机科学与技术学院江苏苏州215006;苏州大学计算机科学与技术学院江苏苏州215006;苏州大学计算机科学与技术学院江苏苏州215006【正文语种】中文【中图分类】TP393无线传感器网络WSN(wireless sensor network)[1]是由大量廉价的传感器节点经由无线通信方式形成的一个多跳自组织网络系统。

各节点之间相互协作感知、采集信息，并汇集至基站。

一般情况下，WSN节点是以抛撒的方式部署在一些难以到达或人际罕至的地方，具有开展迅速、抗毁性强、不需要架设网络设施等特点，因此一般应用在国际军事、灾难抢险、环境监测等领域。

但是受其自身的体积以及成本方面的限制，WSN面临着能量受限的核心问题。

因此，合理控制WSN的能量消耗，避免“能量空洞”，“热区”等问题是WSN研究的热点。

目前，对于WSN能效性的研究，主要集中在路由协议和调度方法上。

其中，层次分簇路由算法[2]以其能量利用率高、网络拓扑结构管理方便以及良好的扩展性等特点，成为WSN研究的热点。

基于簇头选举和节点位置优化的wsn分簇路由算法1. 引言基于簇头选举和节点位置优化的无线传感器网络（WSN）分簇路由算法是一种在无线传感器网络中用于优化数据传输和能源消耗的技术。

该算法通过选举簇头节点和优化节点位置，在网络中实现高效的数据传输和能源利用。

本文将探讨该算法的原理、实施和应用，并分享我对其中的核心概念的观点和理解。

2. 算法概述基于簇头选举和节点位置优化的WSN分簇路由算法旨在通过构建分层结构，有效地管理大规模无线传感器网络中的节点通信。

该算法分为以下几个步骤：2.1 节点选举在算法运行初始阶段，节点根据预设的选举规则自行竞选成为簇头节点。

选举规则考虑了节点的能量消耗、通信质量和距离基站的距离等因素，优先选择能够提供稳定通信和高能源效率的节点作为簇头。

2.2 簇头选举选举出的簇头节点负责管理该簇内的通信和数据转发。

通过簇头选举，可以减少网络中节点之间的通信负载，提高网络的能源利用率和数据传输效率。

2.3 节点位置优化节点位置优化是该算法的核心概念之一。

通过优化节点位置，可以减少通信距离和能源消耗，从而延长网络的寿命。

优化方法包括节点自行调整位置和利用其他技术手段如机器学习、优化算法等进行位置优化。

3. 实施与应用基于簇头选举和节点位置优化的WSN分簇路由算法在实际应用中广泛被采用。

它可以用于许多领域，如环境监测、智能城市、工业自动化等。

该算法能够实现数据的高效采集和传输，提高系统的能源利用率和网络的稳定性。

4. 个人观点和理解个人认为，基于簇头选举和节点位置优化的WSN分簇路由算法在无线传感器网络中的应用前景非常广阔。

通过选举出高效的簇头节点和优化节点位置，可以实现数据的及时采集和传输，并最大限度地延长网络的寿命。

然而，该算法也存在一些挑战和限制。

节点选举和位置优化涉及到大量的计算和通信开销，需要考虑到网络规模和节点数量的影响。

随着网络规模的增加，簇头节点的负载会增加，从而影响网络的性能和稳定性。

一种改进的WSN非均匀分簇路由协议
王飞飞;刘亮亮
【期刊名称】《电脑开发与应用》
【年(卷),期】2011(24)10
【摘要】针对无线传感器网络中的“热区”问题,提出了一种新的低能耗的非均匀分簇路由协议——LEUC.该协议中,采用分布武与集中式相结合的方式依据节点的剩余能量与相对圆环中心线的位置选择簇首,成簇时综合考虑簇首能量与信号强度,簇内根据簇的大小采用单跳或者多跳传输数据,簇间构建多跳动态路由.仿真结果表明:LEUC协议可以较好地解决“热区”问题,均衡减少节点能耗,延长网络的生存周期.
【总页数】3页(P7-8,11)
【作者】王飞飞;刘亮亮
【作者单位】平顶山学院网络计算中心河南平顶山 467000;平顶山学院网络计算中心河南平顶山 467000
【正文语种】中文
【中图分类】TP393.04
【相关文献】
1.一种基于非均匀分簇的WSN路由协议 [J], 董杨;郭拯危;王青正
2.一种基于改进蚁群优化算法的WSNs路由协议 [J], 史宝会;刘海燕
3.一种分布式能量高效的WSNs非均匀分簇路由协议 [J], 曾华圣;熊庆宇;杜敏;李
浩
4.一种能量优化WSNs非均匀分簇路由协议 [J], 岳丽颖;戴月明;吴定会
5.UCRP—一种能量有效的WSN非均匀分簇路由协议 [J], 樊爱京
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一种采用蚁群优化的WSN能量均衡非均匀分簇路由算法随着无线传感器网络(WSN)的广泛应用，如智能家居、环境监测等，如何最大程度地延长传感器节点的寿命成为一项重要的研究课题。

能量均衡是生存期策略的关键。

因此，研究者们提出了许多以能量均衡为目标的路由算法。

继遗传算法、蚁群算法等算法在优化问题上取得成功之后，蚁群算法也被广泛应用于WSN中。

本文将介绍一种基于蚁群优化策略的WSN能量均衡非均匀分簇路由算法。

一、算法思想本算法采用基于重量的蚁群优化策略，非均匀分簇技术和最长生命期优化目标，实现能量的均衡分配，从而延长整个网络的生命周期。

1.重量蚁群算法蚁群优化算法是模拟蚁群觅食行为的一种启发式算法。

蚂蚁在寻找食物的过程中，会通过信息素沉积和信息分享，达到协同工作和优化解的目的。

由此可以设计出算法，实现寻优问题的优化。

重量蚁群算法是蚁群优化算法的一种变体，其目的是优化问题中存在多目标的场景。

通过赋值权重，实现多个目标综合考虑。

本算法中，我们将延长整个网络寿命和能量均衡两个目标作为算法优化目标，其中能量均衡权重较大，更加重视。

2.非均匀分簇技术非均匀分簇技术是为了解决传统无线传感器网络中，部分节点通信负荷过大，造成网络能量泄漏快，从而缩短整个网络寿命的问题。

该算法将节点分为核心节点（负责对周围的节点进行信息收集和传递）和边缘节点（具有较小的电量和计算能力，只负责将信息传递至核心节点），从而实现了节点信息采集和传递的分布式处理。

3.最长生命期优化目标在本算法中，我们以延长整个网络寿命为最重要的优化目标，采用最长生命期模型。

每一次拓扑结构改变时，我们将尽可能保留原有拓扑结构，同时在改变后考虑网络能量均衡情况，从而实现最优解的选择。

二、算法实现1.初始化在开始路由前，需要进行初始化。

本算法中，我们需要对网络节点进行编号，同时对节点电量进行预处理，以便后续的能量均衡计算。

2.改进网络拓扑结构在蚁群算法中，通过不同的方式和环境信息，蚂蚁将在搜索空间中找到最优解。