無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著無(wú)線通信技術(shù)、低功耗的傳感器節(jié)點(diǎn)等技術(shù)地不斷發(fā)展和進(jìn)步，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。由于不需要布設(shè)固定的通信基礎(chǔ)設(shè)施，WSN已經(jīng)在人類生活的諸多方面，如工業(yè)自動(dòng)化、軍事、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。
　　雖然傳感器節(jié)點(diǎn)具備自組織的無(wú)線通信能力及信息感知能力，但傳感器節(jié)點(diǎn)儲(chǔ)存能量少，存儲(chǔ)空間小且信息處理能力有限，而且節(jié)點(diǎn)往往以隨機(jī)撒播等方式自由地分布在監(jiān)測(cè)區(qū)域，更換節(jié)點(diǎn)電池難度較大，傳統(tǒng)的Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)

2、路由技術(shù)并不直接適用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。因此對(duì)資源受限的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，如何建立合適的路由完成節(jié)點(diǎn)感知信息的傳輸，最大可能地延長(zhǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期無(wú)疑成為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題研究的重中之重。
　　對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，分簇路由具有高效節(jié)能、可擴(kuò)展性好等方面的優(yōu)勢(shì)。因此有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同分布式管理，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)能量均勻地消耗，提高能量的利用率，達(dá)到延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期的目的。因此，論文將重點(diǎn)研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中能量有

3、效的分簇路由技術(shù)，并在不可靠的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對(duì)其進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。主要工作如下:
　　(1)針對(duì)LEACH協(xié)議選擇簇頭時(shí)，靠近基站節(jié)點(diǎn)容易出現(xiàn)的能量空洞問(wèn)題，論文提出一種基于閾值區(qū)域劃分的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇算法。該算法采用了基于層次路由的混合算法，根據(jù)指定的邊界閾值將網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域劃分為兩個(gè)部分:內(nèi)區(qū)和外區(qū)。相比于外區(qū)，協(xié)議在內(nèi)區(qū)使用更大的簇頭生成密度參數(shù)，最后給出論文提出的協(xié)議與LEACH路由協(xié)議的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較。結(jié)果表明，考慮

4、到第一個(gè)退出網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的輪數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，論文提出的協(xié)議能夠有效地延長(zhǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的生命周期。
　　(2)考慮到無(wú)線通信鏈路上可能隨機(jī)出現(xiàn)的分組丟失等事件，數(shù)據(jù)的丟失會(huì)降低數(shù)據(jù)聚集的精度，因此重傳又會(huì)加大能量的損耗。為了在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生存周期內(nèi)盡可能地減少數(shù)據(jù)的損失比率，論文提出了一種基于鏈路可靠性的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)簇頭選舉協(xié)議。節(jié)點(diǎn)從鄰居節(jié)點(diǎn)中挑選簇頭節(jié)點(diǎn)時(shí)，綜合利用鄰居簇頭節(jié)點(diǎn)的鏈路可靠性和能量因素進(jìn)行推理，自適應(yīng)