多级聚类和基于预测的节能路由协议,以消除无线传感器网络中的热点问题

科学领域:

• 计算机科学 计算机科学
• 网络工程 网络工程
• 无线传感器网络 无线传感器网络

背景情况:

• 无线传感器网络 (WSN) 在节能和平衡工作负载方面面临着挑战.
• 现有的集群路由协议经常受到"热点问题"的影响,即靠近基站 (BS) 的节点更快地耗尽能量,导致过早的网络故障.
• 延长网络寿命和确保高效的数据传输对于WSN至关重要.

研究的目的:

• 为WSNs提出一种新的节能大集群基于路由 (EEMCR) 协议.
• 通过限制传输范围,消除"热点问题"并提高整体网络寿命.
• 通过多层次的数据聚合和均衡的数据收集,减少数据流量和能源消耗.

主要方法:

• 一种集中,固定的集群方法,其中BS将网络分成方形集群.
• 形成超级集群,每个集群包括四个集群,具有旋转的超级集群头 (MCH) 以实现均的上空分布.
• 两个级别的数据聚合 (在集群头和MCH级别) 和基于奇数-偶数轮的两个数据的数据收集.

主要成果:

• 该EEMCR协议有效地缓解了"热点问题",并减少了传感器节点数据传输上的开销.
• 模拟显示,与FCEEC相比,网络寿命的平均改善为34.5%,与DBSCAN相比为23.5%,与LPGCR相比为14.5%,与FBECS相比为5.5%,用于600-1200个节点.
• 与现有协议相比,相应的轮次中死亡的传感器节点较少,这表明网络寿命更长.

结论:

• 拟议的EEMCR协议显著提高了WSN网络的寿命和能源效率.
• 大型集群,多层次聚合和均衡数据收集的战略有效地解决了关键的WSN设计挑战.
• 对比评估证实了EEMCR在网络寿命和性能方面比现有的路由协议优越.