基于无线传感器网络的拥塞控制算法的研究与比较
WSN导航中的拥塞控制算法

WSN导航中的拥塞控制算法王宝文;臧旭华;陈子军;王林;刘文远【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2011(037)016【摘要】针对无线传感器网络导航中出现的拥塞问题,提出一种拥塞检测和缓解算法.每个节点周期检测其导航的用户数量,根据用户数量是否超过上限判断其所在路径是否发生拥塞,若发生拥塞,采用拥塞缓解算法,导航相应用户到其他路径,从而使用户更加快速、安全地逃离危险区域.仿真实验结果表明,该方法在导航时能有效控制网络拥塞,使路径负载更加平衡.%In this paper, an algorithm is proposed to detect and mitigate congestion, which occurrs in navigating with Wireless Sensor Network (WSN) in emergency. Each node detects the number of users to judge whether congestion is occurred. If congestion occurs, navigate the user to the other path, users can escape from the dangerous area more quickly and safely. Simulation results show this method can control network congestion efficiently, and make the load of roads more balanced.【总页数】4页(P90-93)【作者】王宝文;臧旭华;陈子军;王林;刘文远【作者单位】燕山大学信息科学与工程学院,河北秦皇岛066004;燕山大学信息科学与工程学院,河北秦皇岛066004;燕山大学信息科学与工程学院,河北秦皇岛066004;燕山大学信息科学与工程学院,河北秦皇岛066004;燕山大学信息科学与工程学院,河北秦皇岛066004【正文语种】中文【中图分类】TP311【相关文献】1.基于滑模变结构的WSNs跨层拥塞控制算法 [J], 陈树;王夫栋2.交通信息采集中WSN拥塞控制算法研究 [J], 曹洁;郁鑫3.WSN中基于多路径路由的拥塞控制算法 [J], 谭敏生;姚亮;常泓;谭邦4.WSNs中基于仿生模型的拥塞控制算法 [J], 张莉华;曹斌5.WSNs中基于仿生模型的拥塞控制算法 [J], 张莉华;曹斌;因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
联合感知无线传感网的优化覆盖控制算法

联合感知无线传感网的优化覆盖控制算法孙泽宇;李传锋;邢萧飞;曹仰杰【摘要】针对无线传感器网络覆盖过程中出现大量冗余节点导致网络能量快速消耗的问题,提出了一种联合感知优化覆盖控制算法.该算法给出了三节点联合覆盖时最大无缝覆盖率的求解过程.通过概率相关知识,验证了在监测区域内传感器节点覆盖时传感器节点覆盖质量期望值求解方法,以及在与邻居节点进行覆盖对比时的覆盖率判定方法;当存在冗余覆盖时,引入比例系数完成对任意传感器节点处于冗余节点覆盖时的冗余覆盖度的计算过程.仿真实验结果表明:该算法与其他算法在覆盖质量和网络生存周期等方面进行对比,其性能指标分别提升了11.02%和13.27%;该算法不仅可以提高网络覆盖质量,而且可以有效地抑制节点能量的快速消耗,从而延长了网络生存周期.【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2016(050)010【总页数】7页(P86-92)【关键词】无线传感器网络;覆盖质量;节点联合;网络生存周期【作者】孙泽宇;李传锋;邢萧飞;曹仰杰【作者单位】洛阳理工学院计算机与信息工程学院,471023,河南洛阳;西安交通大学电子与信息工程学院,710049,西安;洛阳理工学院计算机与信息工程学院,471023,河南洛阳;英国贝尔法斯特女王大学电气工程与计算机学院,BT95AH,英国贝尔法斯特;广州大学计算机科学与教育软件学院,510006,广州;郑州大学软件与应用科技学院,450001,郑州【正文语种】中文【中图分类】TP393无线传感器网络是由成千上万个传感器节点通过自组织多跳方式连接的一个新型网络系统,可完成对信息世界与物理世界的有机统一,实现数据采集、计算、通信以及存储等操作[1-2]。
随着信息科技的快速进步,无线传感器网络应用范围主要涉及军事国防、环境监测、灾难救援、智能家居、卫生医疗、农业生产和交通运输等各种工程领域[3-4]。
近几年,国内外一些专家学者对无线传感器网络的覆盖问题进行了深入而细致的研究。
无线传感器网络中基于定向扩散协议的跨层拥塞控制方法

e e g o s mp in f h n t r a d ua a te t p c e ta s s in n e rt .Co a e t t e n r y c n u to o te ewo k n g r n e s he a k t r n miso i tg iy mp r d o h CODA me h n s ,h n r y e o o z s3 5 c a im t e e e g c n mie 2. 6% ,h d lt n r a e o t e f eiy i c e s sfr6% . i Ke r s: r ls e s rnewo k; o g sin c nr l c o sl y rd sg dr c e i uso o i r tc l y wo d wiee s s n o t r c n e to o to ; r s -a e e in; ie td d f i n rut f ng p o o o ;
第2 5卷 第 1 期
21 0 2年 1月
传 感 技 术 学 报
C N S OU AL OF S NS S AN T A r RS HI E E J RN E OR D AC U 0
V0 . 5 No. 12 1
Jn 2 1 a .0 2
Cr s - y r Co g s i n Co r lAp o c s d o o s La e n e to nt o pr a h Ba e n
noi c to S mult n e pei e t s w ha t e p o s d p r a h fe t ey ei v s o g sin r d e t t i ain. i f ai x rm n s ho t t h r po e a p o c efci l r le e c n e to o v e uc s he
拥塞控制:无线传感器网络可靠数据传输的保证

n d sa d p o et e it re e y t ee v r n n n t e a t r . I Sp s i l e d t o g sin a d u r l b e d t a s ern o e n r n b n e r d b n io me t d o h rf co s t o sb e la c n e t n n e i l aa t n f ri g o f h a 。 o o a r
LI La , XI i—u HU e mi g LI Ca — i g U n E Je r i , Yu — n , U i n x
( l g f nomain o t iaAgiutr l iest,Gu n z o 6 2 hn ) Col eo fr t ,S uhChn r l a v ri e I o c u Un y a g h u5 4 ,C ia 1 0
关键 词 :无线传感 器 网络;拥 塞控 制 ;可 靠传输 协议 ;速率 限制 ;公 平性; 网络性 能
中图法分类 号 : P 9 .l T 330
文献标 识码 : A
文章 编号 :0 072 (0 7 0—340 10 —0 4 2 0 ) 612—3
Co g si n c n r l Gu r n e o l b ed t a s o t n wiee ss l a at n p r r ls e s r t r s r a r i n
维普资讯
第 2 卷 第 6 8 期
VO1 28 .
计 算机 工程 与 设 计
Co u e gn e n n sg mp tr En ie r ga dDe in i
20 年 3 07 月
M a .2 0 r 0 7
物联网中的无线传感器网络路由优化研究

物联网中的无线传感器网络路由优化研究随着物联网技术的迅猛发展,无线传感器网络在各个领域的应用越来越广泛。
然而,由于无线传感器节点资源有限,以及网络拓扑变化频繁等原因,如何有效地优化无线传感器网络的路由成为一个重要的研究问题。
一、无线传感器网络的特点无线传感器网络由大量的无线传感器节点组成,这些节点分布在特定的区域中。
这些节点能够感知环境中的各种信息,并通过无线通信将这些信息传输到目标地点。
无线传感器网络具有以下几个特点:1. 自组织:无线传感器网络中的节点可以自动地组织成网络,无需人为干预。
节点之间通过无线通信协作完成数据传输任务。
2. 节点资源有限:无线传感器节点通常由电池供电,节点的能量、存储和计算能力都有限。
因此,在设计无线传感器网络路由时,需要考虑到节点资源的限制。
3. 网络拓扑动态变化:无线传感器网络中的节点通常是动态的,网络拓扑通过节点的移动而不断变化。
这对路由算法的设计提出了更高的要求。
二、无线传感器网络路由优化的意义无线传感器网络路由优化的目标是通过合理地选择传输路径,最大限度地节省能量、降低延迟,并保证网络的可靠性和稳定性。
路由优化可以提高网络的性能,延长节点寿命,并提高网络的适应性和扩展性。
三、无线传感器网络中的传统路由协议在无线传感器网络中,常用的传统路由协议有以下几种:1. LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy):这是一种基于分簇的路由协议,将传感器节点划分为若干簇,每个簇由一个簇头节点负责,通过簇头节点将数据传输到基站。
2. AODV(Ad-hoc On Demand Distance Vector):这是一种基于距离向量的路由协议,通过维护路由表和请求-应答的方式实现数据传输。
3. DSR(Dynamic Source Routing):这是一种基于源路由的路由协议,数据包中包含完整的传输路径信息,通过多跳方式将数据传输到目标地点。
无线传感网络中的拓扑控制与路由协议比较研究

无线传感网络中的拓扑控制与路由协议比较研究无线传感网络(Wireless Sensor Network, WSN)是由大量分布在空间中的无线传感器节点组成的网络。
这些节点可以感知周围环境的信息,并将其传输给其他节点或基站。
拓扑控制和路由协议是WSN中关键的技术,对于网络的性能和能耗有着重要影响。
本文将对WSN中常用的拓扑控制和路由协议进行比较研究。
一、拓扑控制拓扑控制是指在WSN中建立和维护节点之间的连接关系,以构建合适的网络拓扑结构。
常见的拓扑控制方法有静态和动态两种。
静态拓扑控制常用的方法是基于位置的方法。
节点根据自身的位置信息,选择与其相邻的节点进行通信。
这种方法简单直观,但对节点位置信息要求较高,且不能适应网络拓扑的动态变化。
动态拓扑控制方法根据网络的需求和特点,动态地调整节点之间的连接关系。
其中,最小生成树(Minimum Spanning Tree, MST)是一种常用的动态拓扑控制算法。
MST算法通过选择一棵树,使得网络中所有节点都能够连通,并且树的总边权最小。
这种方法可以适应网络拓扑的变化,但在大规模网络中计算复杂度较高。
二、路由协议路由协议是指在WSN中确定数据传输路径的方法。
常见的路由协议有平面路由、分层路由和基于位置的路由。
平面路由是指所有节点在同一层次上进行通信,数据通过多跳传输到达目的地。
常见的平面路由协议有LEACH、PEGASIS等。
这种路由协议简单易实现,但在大规模网络中,会出现能耗不均衡和网络拥塞的问题。
分层路由是将网络分为多个层次,每个层次中的节点负责不同的任务。
常见的分层路由协议有TEEN、APTEEN等。
这种路由协议能够提高网络的能耗均衡性和扩展性,但增加了网络的复杂性。
基于位置的路由是根据节点的位置信息确定数据传输路径。
常见的基于位置的路由协议有GEOCAST、GPSR等。
这种路由协议能够减少能耗,提高网络的可靠性,但对节点位置信息要求较高。
三、比较研究从拓扑控制和路由协议的角度来看,静态拓扑控制方法适用于节点位置固定的场景,但对节点位置信息要求较高。
一种新的无线传感器网络拥塞控制算法
[ e o d l Wi l s esr e okWS ) o gs o o t l l rh t o g p t h n s e e y o smp o K y rs r e no t r( N ; n et n n o a oi m; ru h u t r s nr n u t n w e sS N w c i c r g t h ; ie ; g c i
第 3 卷 第 1 期 7 1
V0 . 7 13
・
计
算
机
工
程
2 1 年 6月 0 1
J n 2 1 u e 01
NO. l 1
Co pu e g n e i m trEn i e rng
网络 与通信 ・
一
文章编号:10 一4801 100— 3 oo 32( 1l 18 - 2 )—
塞控制算法 R R C T,适用于那些要求源节点到 Sn ik节点进行 可靠传输 的应 用场合 , 基于一个 NA K的端到端明确丢失发 C 现机 制 。该机 制 的缺 点是 完全采 用集 中式控制 并 由其反 馈
量具备数据处理 和通 信能 力的传感器节点组成 ,其 目的是协
作 的感 知、采集 网络覆盖范 围内监测对象 的相关信息 ,并通
无线传感器网络中的路由协议与拓扑控制研究
无线传感器网络中的路由协议与拓扑控制研究无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,简称WSN)是信息技术与传感器技术相结合的产物,被广泛应用于环境监测、智能农业、智能交通等领域。
在WSN中,节点间的通信是通过路由协议和拓扑控制来完成的。
路由协议用于确定数据的传输路径,拓扑控制则决定节点间的连接关系。
本文将探讨WSN中的路由协议与拓扑控制的研究进展和相关问题。
一、路由协议路由协议是WSN中最关键的技术之一,它决定了数据在网络中的传输路径。
常见的路由协议有多跳协议和基于地理位置的协议。
多跳协议是一种通过多跳传输数据的协议,它适用于网络中节点密集、能量消耗均匀的场景。
其中,最常用的是LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)协议。
LEACH协议以集群为基本单位,将网络划分为多个簇,每个簇选举出一个簇头节点来负责数据传输。
这样能够减少网络中节点的能量消耗,延长网络寿命。
然而,多跳协议的问题在于网络的吞吐量较低,在网络规模较大时会出现网络拥塞和延迟较高的情况。
基于地理位置的协议则是根据节点的地理位置信息来确定数据的传输路径。
其中,最典型的是GPSR(Geographic and Energy Aware Routing)协议。
GPSR协议利用节点的GPS定位信息来构建网络拓扑,通过选择距离目标节点更近的节点进行数据传输,降低能量消耗,提高网络的吞吐量和时延性能。
然而,基于地理位置的协议对于节点位置信息的准确性和网络规模的扩展性有一定的要求,也容易受到地理环境的影响。
二、拓扑控制拓扑控制是指在WSN中对节点之间的连接关系进行调整和优化,以提高网络的可靠性和性能。
常见的拓扑控制技术有链路估计和拓扑修复。
链路估计技术通过对节点间通信链路的质量进行评估和预测,根据链路质量对节点进行选择和排列。
其中,ETX(Expected Transmission Count)是一种常用的链路估计指标,用于评估节点间的信号强度、干扰和误码率等参数,从而选择可靠的链路进行数据传输。
基于流量预报的无线传感器网络自适应拥塞控制路由协议
clda at ecnet n cnr ot gpooo bsdo rf r i i A c P T ) U i ie a e dpi o gs o ot l ui rtcl ae nt i pe c o l v i or n a c d t n( cR b P . s gat n m
第2卷 第2 9 期
2 1 3 01 年 月
应
用
科
学
学
报
Vb .2 No.2 1 9
M a- 2 1 4 0 1 .
J OURNAL OF APPLI ED CI S ENCES~ El c r i sa nf r a i n En i e rng e t on c nd I o m t o g n e i
善较大.
关 键 词 :无线 传 感 器 网络 ;时 间序 列 ; 量 预报 ; 由 ; 塞 ; 线 自组 网按 需 距 离 矢量 流 路 拥 无
中图分类号 : P3 3 T 9
文章编号:0 5-2 72 1)20 2・5 2 58 9 (0 10— 140
Tr f c Pr di to — s d Ad ptv a i e c i n Ba e a i e Co g s i n Co t o n e to n r l R outng Pr t olf r W SN i o oc o
摘 要 : 基 于按 需 距 离 向 量路 由协 议 ,提 出 了一 种 针 对 无线 传 感 器 网络 的 自适应 拥 塞 控 制 路 由协 议 , 提 出 的协 所
议根 据时间序列预报算法获得未来 时刻 的 络流 量预报值 ,并 由此判断节 点的拥塞程度 以便预先采取分流措施, 实现对路 由的 自适应控制. 2 NS 仿真 实验表 明, 该协议有 效地提高 了网络性 能, 特别是对网络拥塞和流量均衡的改
基于多路径的无线传感器网络拥塞控制算法
图1 仿真节点分布图
参照公式(2),假设失败率e=50%,当跳数n=1,2,3,4,5时,期望值r与路径数量N的关系图如图2所示。
图2 期望值r与路径数量N关系图
假设跳数n=1,失败率e、期望值r和路径选择数量N 的关系,如图3所示。
图3 失败率e、期望值r和路径选择数量N关系图
图4 能量消耗比较
5 结 语
无线传感器网络相对于有线网络而言,节点的能量固
(上接第57页)
并且精度更高。
经过上述仿真可以证明此方法可以改善标准算法收敛速度慢的缺点。
接着进行机械臂运动学正求解,就可以得到经过算法改进之后,机械臂末端实际位置与期待值之差,如图7所示。
图7 机械臂末端位置误差图
由度机械臂最终在X、Y、Z方向上的误-3.254 mm、4.323 mm、3.129 mm,这证明了该改进算法在实际应用中是完全符合要求的。
6 结 语
本文先详细介绍了六自由度机械臂的关节空间位姿和相应的坐标变换矩阵,再用D-H模型对机械臂进行建模,分析了它的正逆运动学求解问题,并进行实际仿真,针对常规
神经网络收敛慢、易陷入局部极小值等问题,研究了
经网络的逆运动学求解问题,并通过仿真结果证明了该改进。
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网络中的拥塞控制策略不适用于 WS N的原因, 在此基础上详细阐述 了近期 WS 中拥塞控制算法的研 究成果 , N
并给 出 了比较 和分析 。
关键 词 :无线传 感 器网络 ;拥 塞检 测 ;拥塞控 制
动态性, 被感知事件产生的突发数据流, 都会引起 WS N中的拥 并且 消耗 传感 器节点中宝贵 的能量资 源。
2 WS 中 的拥塞 控 制算 法 N
近年来 , N中 的拥 寒 问题 日益 引起 . 术 界 的关 注。 WS r学 研究人员逐步 提出了多种针对 WS 自身特 点 的控 制策 略( N 如 C D E R 自适应 的资源控制 、uin 多到一 的拥塞 控制等 O A、 S T、 Fs 、 o
Ab ta t S n e amo t l a p ia in f e s rn t r srq iet ef w o e s d d t r m mu t l o r e o ap r c lr s r c : i c l s J p l t so n o ewok e ur o f n e a afo l p es u c st a t u a a c o s h l s i i
繁变化 , 同无线链路上 并发数据 相互干 扰 , 不 拓扑结 构的高 度
塞 。拥塞引起 了全局信 道质量的下降和丢失率的上升 , 导致 了 缓 冲区丢包 , 增大 了延迟 , 于能源有 效性也 产生 了非常严重 对 的后果。然而 , 由于 WS 自身的特点 , N 传统有线 网络 中的拥塞
.
Ke od :Wi ls Sno e ok WS ;C net nD tco ;C net nC n l yw rs r es esr t r( N) ogso eet n ogso ot e Nw i i i o r
与物理世界紧密耦合 的无线 传感器 网络 ( N 具有 大规 WS )
模 密集部署 、 节点资 源受 限 、 无线带宽小 、 拓扑结 构动态变化等
塞控制和 网络层的机制 。然 而 , 这个解决策 略并 不能解决无线
网络中的问题 , 因为无线 网络 中不 同链路上 的并发无 线传输会
特点 。其多跳 ( ui o ) M l hp 的数据传 输方式 和多对一 的通信模 t -
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第3 期
李 凌等 : 基于无线传感器 网络的拥塞控制算法的研究与比拥 塞 控 制 算 法 的研 究 与 比较
李 凌 ,周兴社 ,李士宁 ,李志刚 ,郑 勇
( 西北工业大学 计算机学院, 陕西 西安 707 ) 102
L ig Z IL n , HOU Xig s e, L h — i g L h -a g n —h IS in n , IZ ig n 。ZHE NG n Yo g
(c oo o pt cn , oh ee o thi l n ei , i nSax707 , h a Sh lfCm u r i c N rwsr le n a U irt X ’ hni 102 C i ) o eS e e t tnP yc c vsy n
式常常导致靠近基站 ( aeSa o ) B s tin 处发 生拥塞 。无 线信道频 t
互相干扰和影响 , 多个 时标 内无线信道 的质鼍也会 发生频繁 在 的变化。同时 , 这种端到端 的拥 塞控制要求基点发送控制分组
( 如应答 , 或者 是 A K ) 这更 加加重 了基 点附 近的拥塞情 况 , C s,
中图法分类号 : P9 T 33
文献标识码:A
文章编号:10 。6 520 )30 1 .3 0 139 (06 0 .0 10
Su y a d C mp r o fCo g sin C nr lAlo i ms t d n o ai n o n e t o t g rt s o o h i i ls e s rNew r n W r esS n o t ok e
控制策略不再适用 , 急需设 计新 的针对 WS 自身特 点的拥塞 N
控制机制。本文阐述了传统有线网络中的拥塞控制策略不适
用于 W N的原 因和现有 的五种 WS S N中的拥塞控制算法 , 并对 各种算法进行 了分析比较。
等) 。总的来说 , 拥塞控制可分 为拥 塞检测 和拥塞 减轻两 个阶 段, 通过队列 占用情况和信 道采样 能够 精确地 检测拥 塞 , 同 不 的控制算法采用 了不 同的机 制有效地减轻拥塞 。
.
sn o e,te c n e t n b c me e iu r b e ik n d h o g si e o s a s r s p o lm. T e ra o s w y c n e t n c n r lsr tge f t d t n ln t o k o o h e s n h o g si o t tae is o r i o a ew r s o o a i d n’ t S r rt d r se o tf N a cf sl a d e s d.a d t e n e e t o g sin c n r l lo i mso S ae i t d c d i eal Fi i W i y n h n ma y r c n n e t o t g rt f c o oa h W N r n r u e n d ti o . n l h s lo t ms a ec mp r d a d a ay e . al t e e ag r h r o a e n n lz d y i