基于移動(dòng)sink的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network, WSN)是一種分布式自組織的通信網(wǎng)絡(luò)，由大量部署在指定區(qū)域內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的sink（匯聚）節(jié)點(diǎn)接收來自其他節(jié)點(diǎn)傳送的感知數(shù)據(jù)，此時(shí)用戶只需要從sink處就可獲得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)。
　　網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議規(guī)定了數(shù)據(jù)的收發(fā)以及路由的選擇，其直接影響到網(wǎng)絡(luò)的性能好壞，可見針對(duì)路由協(xié)議的研究很有必要。早期的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中sink節(jié)點(diǎn)位置固定，這使得sink周圍的節(jié)點(diǎn)

2、因轉(zhuǎn)發(fā)大量其他節(jié)點(diǎn)的感知數(shù)據(jù)而造成自身的負(fù)荷較大，容易過早死亡。而受網(wǎng)絡(luò)工作環(huán)境的限制，若對(duì)節(jié)點(diǎn)補(bǔ)給能量會(huì)非常困難，此時(shí)死亡節(jié)點(diǎn)嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。移動(dòng)的sink節(jié)點(diǎn)可以直接在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動(dòng)至源節(jié)點(diǎn)處接收數(shù)據(jù)，從而既減少了數(shù)據(jù)傳輸距離和傳輸能耗，也避免了sink周圍的節(jié)點(diǎn)因轉(zhuǎn)發(fā)大量的數(shù)據(jù)而過早死亡的問題。本文針對(duì)基于移動(dòng)sink的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議進(jìn)行了研究。
　　首先，研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和路由協(xié)議，并對(duì)協(xié)議進(jìn)行分類

3、，詳細(xì)分析和比較了各類典型協(xié)議，同時(shí)在此基礎(chǔ)上研究了基于移動(dòng)sink的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議以及移動(dòng)sink的設(shè)計(jì)策略。
　　其次，重點(diǎn)分析了LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)和不足，針對(duì)其隨機(jī)分簇的不足提出改進(jìn)的分簇算法，改進(jìn)的分簇算法利用最小化網(wǎng)絡(luò)能耗得出最佳的簇頭數(shù)和簇頭概率，依據(jù)最佳簇頭概率以及節(jié)點(diǎn)的剩余能量和節(jié)點(diǎn)與sink間的距離等因素來進(jìn)行綜合選舉簇

4、頭，進(jìn)而均衡簇頭的能量消耗，延長網(wǎng)絡(luò)壽命。通過仿真實(shí)驗(yàn)表明，改進(jìn)后的分簇算法可以在一定程度上延長網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間，均衡網(wǎng)絡(luò)能耗以及提高sink節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)接收量。
　　最后，將基于LEACH協(xié)議改進(jìn)的分簇算法應(yīng)用至移動(dòng)sink的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，并提出基于能耗均衡的移動(dòng)sink路由協(xié)議MSRPECB(Mobile Sink Routing Protocol based Energy Consumption Balance)。該協(xié)議將原有