铁路监测WSN网络的非均匀优化分簇算法

摘要:针对铁路沿线无线传感器网络(WSN)线性部署导致的"能量空洞"问题,提出一种节点非均匀优化分簇算法。在所需监测的铁路沿线等距部署WSN节点,以均衡簇头(CH)节点单位时间能耗为优化目标,对铁路直线轨道、弧线轨道监测区域内的簇成员节点进行非均匀分簇;建立CH节点能耗、CH节点数目和簇成员节点数目之间的函数关系,结合CH节点能耗波动、CH负载均衡度和CH能耗平衡度这3个性能指标,构建优化的WSN分簇部署模型;基于该模型,对比分析了本文算法、簇头固定的非均匀分簇算法、均匀分簇和组数据传输算法的性能。仿真数据表明:提出的节点优化部署模型和算法在降低及均衡CH节点能耗,延长CH节点寿命和提高网络通信效率方面性能较优。

关键词:
  • 铁路环境监测  
  • 无线传感器网络  
  • 能量空洞  
  • 非均匀分簇  
  • 能耗  
作者:
吕安琪; 李翠然; 谢健骊; 段宝峰
单位:
兰州交通大学电子与信息工程学院; 甘肃兰州730070
刊名:
铁道学报

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期刊名称:铁道学报

铁道学报紧跟学术前沿,紧贴读者,国内刊号为:11-2104/U。坚持指导性与实用性相结合的原则,创办于1979年,杂志在全国同类期刊中发行数量名列前茅。