Fire Bloom: Energy-Efficient Cluster-Based Routing Protocol for Scalable Wireless Sensor Networks

方法

自适应簇头选择与能量感知路由，100–1000节点仿真测试。

发现

丢包率97.2%，优于对比协议6–10%，500节点下仍超91%，近线性扩展。

机会点

可将该协议移植到农田WSN实测，探索簇头选择与作物环境动态变化的耦合优化。

无线传感器网络（WSNs）已被应用于智能农业、工业自动化和环境监测等领域，这些应用要求高效可靠且具有能量效率的路由。特别是簇头（CHs）的选择与运行对网络性能起着重要作用。在本研究中，我们提出了一种可扩展、可靠且能量高效的基于簇的路由协议（Fire Bloom），该协议将自适应簇头选择与能量感知路由相结合。簇映射和分组流强度映射甚至能够显示基站上的通信负载。Fire Bloom的分组投递率（PDR）为97.2%，比竞争协议高出6–10%。在100–500个节点的可扩展性测试中，Fire Bloom实现了大于91%的分组投递率，这意味着随着网络密度增大，它能够保持良好的性能。能量消耗大致与流量成正比，但低于此前报道的数值。运行时也呈现出接近线性的可扩展性：将节点数从100增加到1000时，耗时从1.2 s增加到14.1 s。总体而言，Fire Bloom降低了整体端到端时延，增强了簇头之间的负载均衡，提升了能量效率，并且能够适应网络条件的变化并保持成功的数据包投递。这些结果证明，它能够支持无线传感器网络的可扩展且能量高效的部署。