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无线传感器网络簇类路由协议的研究

电子工程师 2008年第4期34卷 60-63页

作者：李梦娥张登银南京邮电大学计算机学院江苏省南京市210003 南京邮电大学信号处理与传输研究院江苏省南京市210003

介绍了无线传感器网络的概念、特点和应用,以及无线传感器网络中几个代表性的簇类路由协议,包括LEACH以及由LEACH稍加改进的LEACH-EE、DEEAC、LEACH-NEW、LEACH-C,TEEN,PEGASIS。这几种协议都使用了簇的概念,基于不同的应用,在簇头选择... 详细信息

介绍了无线传感器网络的概念、特点和应用,以及无线传感器网络中几个代表性的簇类路由协议,包括LEACH以及由LEACH稍加改进的LEACH-EE、DEEAC、LEACH-NEW、LEACH-C,TEEN,PEGASIS。这几种协议都使用了簇的概念,基于不同的应用,在簇头选择、簇内数据传输、簇头间数据传输等方面各有特色。分别介绍了这几种路由算法的基本原理、优缺点,以及它们之间的异同。最后,根据衡量无线传感器网络性能的一些重要标准进行了比较和总结。

关键词：无线传感器网络路由协议簇类

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利用连通分支对基因表示数据的聚类算法

计算机工程与应用 2008年第9期44卷 152-155页

作者：周海岩严云洋淮阴工学院计算机工程系江苏淮安223001

在生命科学中,需要对物种及基因进行分类,以获得对种群固有结构的认识。利用数据聚类方法,有效地辨别/识别基因表示数据的模式,对它们进行分类。将特征相似性大的归为一类,特征相异性大的归为不同类。这对于研究基因的结构、功能、以及... 详细信息

在生命科学中,需要对物种及基因进行分类,以获得对种群固有结构的认识。利用数据聚类方法,有效地辨别/识别基因表示数据的模式,对它们进行分类。将特征相似性大的归为一类,特征相异性大的归为不同类。这对于研究基因的结构、功能、以及不同种类基因之间的关系都具有重要意义。利用图论的方法对分子生物学中基因表示数据进行初始聚类,然后再结合别的算法,如K-近邻自学习聚类算法或基于中心点的自学习聚类算法,对其进一步求精。对于某种聚类判别准则,能够产生全局最优簇。最后对算法进行了分析和讨论,并用模拟数据进行了实验验证。

关键词：基因表示数据数据聚类簇类无向图连通分支

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低功耗自适应无线传感网络路由设计

微计算机信息 2007年第2S期23卷 172-174页

作者：陆晓希柳州职业技术学院广西柳州545006

无线传感网络在工业监控上应用广泛,其节点数量庞大,但单个节点的资源极其有限。本文提出了一个低功耗自适应的无线传感网络路由协议模型,该模型的主要设计目标是有效地节约能源,延长生命周期。采用集中式和分布式相结合的方式形成簇类... 详细信息

无线传感网络在工业监控上应用广泛,其节点数量庞大,但单个节点的资源极其有限。本文提出了一个低功耗自适应的无线传感网络路由协议模型,该模型的主要设计目标是有效地节约能源,延长生命周期。采用集中式和分布式相结合的方式形成簇类,并能够在节点能源不足的情况下,动态调整路由,适应网络拓扑结构的变化。文中最后采用仿真工具ns2对设计的路由协议进行了仿真测试,验证了设计思想的正确性和可行性。

关键词：无线传感网络低功耗自适应簇类

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基于图的K-均值聚类法中初始聚类中心选择

计算机测量与控制 2010年第9期18卷 2167-2169页

作者：周海岩白晓林淮阴工学院计算机工程学院江苏淮安223003 太原师范学院计算机系山西太原030012

聚类分析在信息检索和数据挖掘等领域都有很广泛的应用,K均值聚类算法是一个比较简洁和快速的聚类算法,但是它存在着初始类簇中心须事先设定,而初始类簇中心的选择严重影响聚类的结果;为了改善K均值聚类算法的聚类效果,针对以往K均值聚... 详细信息

聚类分析在信息检索和数据挖掘等领域都有很广泛的应用,K均值聚类算法是一个比较简洁和快速的聚类算法,但是它存在着初始类簇中心须事先设定,而初始类簇中心的选择严重影响聚类的结果;为了改善K均值聚类算法的聚类效果,针对以往K均值聚类算法中采用随机指定初始类簇中心的方法,提出了一种基于图论的连通分支来进行初始类簇中心的选取算法,并用随机样本发生器生成的模拟数据进行测试,通过与常规的随机选取方法的比较,该算法具有更好的性能和健壮性。

关键词：数据聚类簇类无向图连通分支

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基于最优投影的半监督谱聚类算法

计算机应用研究 2018年第1期35卷 97-100页

作者：王英博马菁宋晓倩辽宁工程技术大学创新实践学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学软件学院辽宁葫芦岛125105 山东省能源经济协同创新中心山东烟台264000

针对谱聚类算法在解决高维、大数据量的聚类问题时出现的效率不高和准确率明显下降的问题进行了研究,并在此研究基础上结合最优投影理论和Nystr9m抽样提出了基于最优投影的半监督谱聚类算法(semi-supervised spectral clustering based ... 详细信息

针对谱聚类算法在解决高维、大数据量的聚类问题时出现的效率不高和准确率明显下降的问题进行了研究,并在此研究基础上结合最优投影理论和Nystr9m抽样提出了基于最优投影的半监督谱聚类算法(semi-supervised spectral clustering based on the optimal projection,SSOP)。该算法从高内聚低耦合的聚类目标出发,根据少量的监督信息计算类内以及类间离散度求得最优投影方向,从而区分各属性的重要程度,在此基础上使用了Nystr9m抽样来降低特征分解时间复杂度以达到在提高聚类算法准确率的基础上提高算法的效率。实验结果表明,该方法能够有效地提高聚类的准确率和效率。

关键词：半监督最优投影簇类 Nystr m抽样谱聚类

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基于LEACH协议的研究与改进

火力与指挥控制 2010年第4期35卷 124-127页

作者：王慧陆晓希广西柳州职业技术学院广西柳州545006

无线传感器网络中如何节能是一个关键问题。对经典的LEACH协议做研究与改进,并提出了一种新型的动态网络转换机制。该算法通过综合考虑候选节点的地理位置、剩余能量等参数来进行网络协议的选择,从而有效地降低了低能量与位置不佳的节... 详细信息

无线传感器网络中如何节能是一个关键问题。对经典的LEACH协议做研究与改进,并提出了一种新型的动态网络转换机制。该算法通过综合考虑候选节点的地理位置、剩余能量等参数来进行网络协议的选择,从而有效地降低了低能量与位置不佳的节点被选为簇首的可能性,进一步保证网络内节点能量负载的均衡性。仿真结果表明,新型的动态网络协议机制能够有效平衡节点的能量消耗分布,延长节点与网络的寿命。

关键词：无线传感器 LEACH协议簇类集中式分布式

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物联网中路由算法的实时性研究

物联网中路由算法的实时性研究

作者：张冬悦辽宁大学

学位级别：硕士

随着多种通信技术和手段的发展，网络正在由互联网（Internet）向所有机器设备都具备互联互通能力方向发展，实现Network Everything，即所谓的物联网通信（Internet of Things，IOT）。物联网网络为各行各业的客户提供了一种集数据信... 详细信息

随着多种通信技术和手段的发展，网络正在由互联网（Internet）向所有机器设备都具备互联互通能力方向发展，实现Network Everything，即所谓的物联网通信（Internet of Things，IOT）。物联网网络为各行各业的客户提供了一种集数据信息采集、传输、处理和管理的一系列解决、服务方案。这也为物联网带来了更加广泛的应用。传感器网络连接着物联网与物理世界，承担着采集数据，传递数据的任务，它被认为是物联网连接具体物理世界的“最后一公里”。但是，物联网远比传感器网络复杂的多，物联网节点由不同类型事物交织在一起，承担着不同的采集、传输任务，它们的物理特性、存储能力、计算能力均存在差异性，这也对它的传输过程提出了新的要求。在进行数据传输时，选择采用层次结构的路由传输模型，它可以较好的屏蔽底层数据结构的复杂性，层次模型中簇首节点承担着主要的融合、处理数据的任务，在整个路由过程中起着至关重要的作用。而已有的簇首选举策略，侧重考察节点的能量消耗，但在物联网中，对数据处理能力的考察，将有助于充分利用高性能节点的资源，优化数据处理的效率，降低整个网络时延，提高网络处理数据的实时性。在同一区域，不同事物类型节点，相互充当着采集、传输的功能，关联着执行不同的任务。不同的功能任务对采集数据的时间敏感程度不同，当承担高时效任务的节点类型，长时间得不到信道资源而导致不能及时进行有效传输时，就易出现信息失效的现象，这将大大降低传输数据的准确性。因此，为了适应物联网的差异时效要求，有必要对传统的信道时隙分配策略进行改进。针对上述提出的问题，本文主要做了如下工作： 1、本文设计了一种基于节点计算能力的簇首选举算法。这种算法通过自学习的模式，记录、维护节点的计算能力参数，高计算能力的节点相当于多个低计算能力节点的集合，进而优化簇首随机选举参数，使得拥有高效处理数据能力的节点类型，以高概率成为簇首，承担更多的计算任务。实现了对高性能节点的充分利用，提高了网络处理数据的效率，从整体上增强了网络实时性。 2、本文设计了一种基于差异时延要求的信道动态时隙分配策略。对于节点类型复杂的物联网环境，结合不同功能的节点时效性要求、发射速率、采集的数据量等因素，进行动态时隙分配，使得时效性要求高，发射速率小，发送数据量大的节点类型分配相对较长的时隙，达到在较少的轮次内完成数据的传输，从而降低了此类节点的数据传送时延。通过这样的方式，可以有效的对不同类节点的时延大小进行区分。在本文的最后，对上述改进的算法进行了仿真实验，通过实验结果分析，基于节点计算能力的簇首选举算法，可以在一定程度上增加节点单位时间的数据处理量，提高了对整个数据的处理效率，缩短了延迟，增强了实时性。基于差异时延要求的动态时隙分配策略，保证了高时效性要求节点能够在相对较短的时延内完成数据传输，区分了不同功能、任务对时延的差异要求。

关键词：物联网簇类计算能力时效性

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无线传感器网络LEACH算法的研究与改进

无线传感器网络LEACH算法的研究与改进

作者：康漪兰州理工大学

学位级别：硕士

无线传感器网络能实时监测、感知、采集和处理各种监测对象的信息,在军事、环境监测和工业生产等方面具有十分广阔的应用前景,是当前国际上备受关注的新兴前沿研究热点之一。在无线传感器网络应用众多亟需解决的问题中,如何利用无线传... 详细信息

无线传感器网络能实时监测、感知、采集和处理各种监测对象的信息,在军事、环境监测和工业生产等方面具有十分广阔的应用前景,是当前国际上备受关注的新兴前沿研究热点之一。在无线传感器网络应用众多亟需解决的问题中,如何利用无线传感器网络有限的能量资源和各节点地理位置信息,确立目标区域的路由,是无线传感器网络研究的关键问题之一。本文研究的主要内容是无线传感器网络路由算法的设计。传统的Ad-hoc等无线网络中,网络协议设计的首要目标是提供高服务质量和公平高效的利用网络带宽,而无线传感器网络中由于传感器节点的电源能量、通信能力和计算能力都十分有限,因此路由协议设计的首要目标是提高节点的能源有效性和网络的生命周期,同时,传感器网络节点数量大、分布广,每个节点只能获取局部拓扑信息,也给无线传感器网络的路由协议设计提出了限制。论文针对传统无线传感器网络路由算法的有效数据率不高、网络生命周期较短和存在监测盲区的问题,基于LEACH算法设计了一种改进后的基于地理位置信息的簇类多跳无线传感器网络路由算法—GBMCA(Geographical-BasedMultihop Clustering Algorithm for Distributed Wireless Sensor Network),通过在簇类形成阶段前将整个监测区域划分为小区域(SR)、SR内按剩余能量作为主要指标确定簇首节点的选取和簇类间的多跳通信来实现设计目标。经过理论分析得到了GBMCA的最佳传输距离R和最佳SR半径r。同时分别给出了节点和簇首的TDMA时隙表和簇类传输的流程图。最后,经过仿真得出结论,GBMCA算法在提高有效数据率、延长网络生命周期和消除监测盲区方面较LEACH算法相比均有更佳的表现。

关键词：无线传感器网络簇类基于地理位置信息多跳

用于水电机组状态监测中无线传感器网络协议的研究

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用于水电机组状态监测中无线传感器网络协议的研究

作者：何莉媛重庆大学

学位级别：硕士

无线传感器网络是一种新型无基础设施、自组织无线网络。随着微电子技术、传感器技术及通信技术的发展,无线传感器网络技术发展迅猛,在军事与民用方面的一些具体应用取得了成功。由于其应用广泛,无线传感器网络的发展一片光明。但是,由... 详细信息

无线传感器网络是一种新型无基础设施、自组织无线网络。随着微电子技术、传感器技术及通信技术的发展,无线传感器网络技术发展迅猛,在军事与民用方面的一些具体应用取得了成功。由于其应用广泛,无线传感器网络的发展一片光明。但是,由于无线传感器网络具有硬件资源有限、电源容量有限、以数据为中心、自组织、多跳路由、动态拓扑、节点数量众多且分布密集等特点,许多现有的协议都不适用它。因此必须根据具体应用,研究适用的网络协议。本文将无线传感器网络应用于水轮发电机组状态监测中,突破了目前流行的有线集中监测模式。基于无线传感器网络的设备状态监测系统更能有效、方便地对设备进行状态监测、故障预诊断,保证关键设备能够安全、连续可靠运行,减少或消除停机时间。本论文的内容主要包括以下几个方面:第一,对无线传感器网络进行简要的介绍。第二,对无线传感器网络现有的路由协议与介质访问控制(MAC)协议进行研究。探讨了无线传感器网络协议的设计问题,然后对已有的协议进行分析,为进一步的深入研究提供了基础。第三,分析了无线传感器网络应用于水轮发电机组的状态监测的优势,设计了无线传感器网络系统的体系结构,并对其关键技术进行研究。根据无线传感器网络应用于水轮发电机组的状态监测的特点,设计网络协议。本文的网络协议是采用特殊的路由优化算法和TDMA时隙分配算法,使节点进入低功耗或睡眠状态以降低功耗。协议主要在簇头的选择机制、多跳路由、MAC层通信机制等方面,对已有的LEACH协议进行了改进。在LEACH-NEW协议中,对LEACH协议的改进主要体现在以下几个方面:根据节点剩余能量选择簇头,以平衡网络负载;节点间采用多跳路由,降低簇头能量消耗;节点根据能量消耗的代价来选择至簇头的路由,通过扩散算法来广播代价消息,采用贪婪算法来选择能量消耗最小的路径;采用TDMA时隙分配算法减少网络时延。最后,利用NS2仿真软件进行验证。通过仿真实验可以看出,改进后的协议明显地提高了网络的生存时间,并且更具有能量有效性。

关键词：水电机组状态监测无线传感器网络路由技术簇类