文摘
能源消耗的电池能量限制无线传感器网络(WSN)。因此,其网络性能显著。因此,本文提出了一个投机取巧的节能路由协议(OEERP)算法降低网络能耗。它提供了准确的目标位置检测、能源效率、寿命和网络扩展。它的目的是安排空闲节点进入睡眠状态,从而优化网络能耗。睡眠是基于网络的动态调整残余能量(RE)和流量(FR)。它节省能源的时间较长。睡眠节点醒来后一定时间间隔触发。OEERP提出的仿真结果表明,该算法优于现有最先进的算法在准确性方面,能源效率和网络生命周期扩展。
1。介绍
网络由传感器组合框架用于监测各种环境参数。这些节点需要一个高能源消耗来传输数据(1]。电池供电的整合提高了网络的性能。然而,由于有限的电池寿命,许多网络容易能量损耗。大多数的协议并不关注节点的能量分布(2]。这意味着能源消耗的路由选择只能用于特定的应用程序。包丢失的主要原因是由于不当的网络分区(3)和重传数据包消耗更多的能源4]。网络进步的原始数据生成体积(5]。然而,无线电频谱稀缺和资源管理的压力增长10倍(6]。研究人员一直在研究一个聚类方法,可以更好地利用宝贵的无线电频谱好几年了。感觉到数据可以传输到节点的许可范围内主要设备和重用干扰约束的状态。在[7),它描述了网络使用认知无线电频谱感知、频谱访问和干扰管理。提高网络能量效率的考虑的最低数据速率和干扰限制CR-based轮(8)为了保持最大EE在能源网络设备(如传感器、执行器和控制器)。设备间通信(D2D)已广泛应用于物联网网络减少传输延迟和功耗,同时提高频谱效率(9]。在干扰约束下,两个节点之间可以直接通信,其他使用相同的无线移动设备资源10]。然而,严格的延迟和可靠性要求需要资源管理方法提出了工作(11- - - - - -14]。
1.1。在网络中传感器节点的功能
广泛的任务是由传感器节点、广泛分散在一个敏感的环境。这些包括传输和接收、传感和位置跟踪(GPS),处理和存储数据,睡觉和沟通模式,和计算模式。
1.1.1。发射机/接收机功能
函数是发射和接收数据从目标,即节点水槽/基站之间的通信。
1.1.2。感应操作
感应操作发射电磁波,接收无线电信号用于跟踪目标。
1.1.3。全球定位系统
GPS用于找到位置,找到网络中其他节点的信息。
1.1.4。数据处理
数据处理处理接收的数据,计算出目标位置。数据处理的结果传输到数据存储。
1.1.5。数据存储
这个函数将存储的数据接收数据和处理数据。
1.1.6。电池
电池将扮演主要角色在给先生节点能量的所有进程。
1.1.7。睡眠模式
睡眠模式将减少传感器节点的能量消耗,并提高网络的生命周期。
1.1.8。感应模式
这种模式将有意义的信息目标位置;它是用来发现目标的位置。
1.1.9。监听函数
听力功能观察先生节点的结果。
1.1.10。沟通操作
在通信操作中,传感器节点传送和接收传感器节点的感知数据。
1.1.11。计算模式
在计算模式中,感知数据处理数据到目标。
2。相关工作
中继节点将传输的数据包大小使用公约路由方法来减少能源消耗和跳数(15]。图1显示了1-dimesional WSN数据传输。EXOR方法是一种新方法来控制数据包转发和减少传输的数据包数量。转发,节点不再需要随机安排在这个新的方法。地理随机转发(GeRaf)不会关注网络的能源消耗,而是会选择一个好的转发多个节点之间的中继节点。作为节能的选择的货代,机会网络路由方案提议,将节点进入睡眠模式(16]。对于节约能源,SMAC方法使用MAC层选择随机节点,把它们变成睡眠节点,形成一个睡眠时间表与附近的节点(17]。它允许一个平等分配节点,而不是能源消耗。在一个随机的睡眠计划系统中,节点进入睡眠模式。网络能量耗散可以通过选择睡眠模式,这是基于每跳的距离。TDMA调度和异步任务循环系统可以用来避免空闲节点能量消耗通过使用集群提高能源效率(不均匀18]。节点不断觉醒的同步协议指定的时期。唤醒熟睡的节点按下扳机,允许传输开始。无线传感器网络有许多应用程序,包括从传感器收集和获取数据,以及有效处理数据(19]。使用电池供电的传感器网络中,因为他们需要一个操作电源。当电池耗尽时,无线传感器网络将不再正常工作(20.]。由于这些困难,改变一个传感器节点的电池只需要几个控制设置,已在很多研究中讨论。传感器节点能量有限范围延长网络的寿命21]。
基于网络监督的问题(22- - - - - -24,33)减少能源消耗,同时提高位置检测,可以使用多个网格。在[25- - - - - -27,34),提高了遗传算法通过使用更少的传感器节点,全区域覆盖,能源效率,和连接由传感器控制命令。网络可以受益于一个模糊数据融合方法28]。传感器节点传输数据时使用更多的能量从节点到簇头即使完美的簇头选择控制传感器网络的能源消耗(29日]。分布式集群方法和乐观算法被用来发现网络的簇头(30.]。传感器网络中需要供电功能,如果传感器的电池耗尽,无线传感器网络将无法正常工作。传感器节点电池替换是一个艰难的过程20.,31日,32]。位置检测的准确性可以提高除以总覆盖面积为多个网格。遗传算法可以减少传感器节点的数量,确保完全覆盖和能源效率最大化和连通性21]。它可以充分利用其能源使用模糊数据融合方法。它使用一个融合机框架来提高能源效率。传感器节点传输数据时使用更多的能量从节点到簇头即使完美的簇头选择限制了网络的能量用于在分布式集群和一个乐观算法用于网络(22,23]。
3所示。问题陈述和贡献
能源消耗是一个重要的考虑在网络中,节点的能量消耗的决定一个网络可以持续多久。节点处于空闲状态时,使用更少的能量,但是当他们开始执行任务发送数据到集群头一样,他们使用更多的权力,最终耗尽电池寿命,导致死亡的情况。传感器节点能量消耗可以有效地限制,如果你想延长了网络的寿命。一个投机取巧的节能路由协议(OEERP)本文算法降低网络的能耗,而路由。它可以精确定位精确命中目标,节约能源,延长网络的生命。降低网络能耗,将节点不使用的低功耗睡眠模式。的主要贡献OEERP算法如下:(我)为了确保质量传感器节点的集合,数据配置和早期故障状态预测;从监控中心发送控制命令的一致性(2)它提供了self-configurable每当检测到故障的能力,和它发现故障类型和程度的影响(3)它使一个消息通知系统;因此,与用户分享更新图标信息节点质量措施超过或低于预期水平。因此,实现端到端的节点实时连接(iv)后监视系统性能评价过去的交易数据和安全设备和尺度节点覆盖范围和提高传感器节点之间的可管理性
4所示。提出的方法
提出了乐观的节能路由协议用于增加检测的目标位置和网络寿命,主要用于网络的能源消耗。这个路由协议的操作有两种状态:第一种是睡眠状态,第二个是闲置状态。当节点处于空闲模式时,把空闲节点进入睡眠状态;在睡眠状态,有两个模式:初始化模式和睡眠/清醒基于睡眠调度模式。节点的睡眠时间取决于优先级值。设置有一些时间的睡眠模式给出的方程。
时达到最大节能OEERP沉从网络中节点接收数据。而网络的通信所需的大量能源的操作。能量的分布网络接收数据,为空闲节点也将分布式能源浪费的能量网络,减少OEERP的提议。
节点不参与数据传送的过程;也就是说,节点空闲节点。空闲状态节点还需要相同数量的能量就像一个活动节点参与数据传送过程。在计算总网络的能源消耗,它包括空闲节点能量。
节点将执行数据的传输和接收由给定的时间不包括在网络空闲节点。空闲节点进入睡眠模式;算法减少能量。计算能量耗散的传播 - - - - - -一些接收器,发射器的距离在
给出了接收机的能源消耗
计算节点的最佳距离在方程(4)。
当他们考虑th节点开始与基站通信的一些邻居节点th也同样适合,货代的选择邻居节点集合;有很多节点将适合成为一套货代;节点有较高优先级将成为货代;方程(5)显示了优先检查的计算方程。
选择的货代节点将接收到的数据包转发给下一个相邻节点,其余没有节点空闲在方程(6),OEERP算法把这些空闲节点进入睡眠状态的消耗能源,增加节点的生活。
当一个节点处于睡眠状态( ),它将等于零( )能源;然后,方程(7)可以写成方程(8)。
所有的货代设置节点放入睡眠状态HPN;HPN将清醒和执行数据传送。由方程(睡眠时间间隔计算9)。
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5。仿真结果
当一个网络被激活时,它会消耗更多的能量,而不是空转。由于低功耗的中继节点,是这种情况。表1显示了仿真参数。图2比较了平均剩余能量的结果。一个节点的剩余能量较高,如果节点是闲置很长一段时间。这种方法有助于减少能源消耗与空闲听。图3描述了节点在一个5米的距离。节能百分比是66.66%为7米的距离。剩余的能量减少睡眠模式,然后,在空闲模式随之降低。图4描绘了平均剩余能量的比较结果。
OEERP与睡眠模式增加了节点之间的距离,因为他们彼此接近图如图5。这意味着网络的寿命增加随着距离的增加。相比其他网络,OEERP网络具有更长的寿命和使用更少的数据包,使其更节能。
图5显示了一个网络生命周期对比各种算法的结果。我们需要提高弹性分组环值以提高网络连接。睡眠或空闲模式可以用来完成这项工作。OEERP高弹性分组环最初收到比同行更包,如图6。接收到的包比其他算法的比较结果也显示。OEERP的RPR与其他协议的不同之处在于,睡眠模式中的节点之间的距离是20米,增加包丢失的风险。OEERP网络在睡眠模式更高的RPR价值将提供一个更可靠的网络链接。
6。结论
本文改进了网络检测目标的位置精度、寿命和能源效率。拟议中的OEERP算法只允许货代设置节点数据传送过程。计算最优睡眠时间的空闲节点基于FR和再保险。仿真结果显示目标探测,寿命,和网络的能源效率增加睡眠状态的闲置状态,和算法的性能结果与其他算法相比,即GeRaf MTE。目标探测的位置是根据接收到的包比;当接收到的包比增加,自动目标检测定位精度将会增加。
数据可用性
和/或使用的数据集分析在当前研究可从相应的作者以合理的要求。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。