基于集中控制的WSN固定分簇協議.pdf

1、無線傳感器網絡是一種分布式網絡，它以傳感器節(jié)點為網絡節(jié)點，節(jié)點之間能夠協作地實時地監(jiān)測、感知和采集監(jiān)測對象的信息，然后以自組織多跳的網絡方式將該信息發(fā)送至匯聚節(jié)點;匯聚節(jié)點具有更大的處理和傳輸能力，對數據進行處理后，將數據通過其他互聯網絡無線傳送到用戶終端，從而實現物理世界、計算機世界以及人類社會三元世界的聯通。無線傳感器網絡提供了一個有效的連接自然界和計算機世界的橋梁，它可廣泛應用于國防軍事、環(huán)境監(jiān)測、目標跟蹤、管道監(jiān)測等領域，具有廣

2、泛的應用價值及市場前景。由于無線傳感器網絡一般部署在環(huán)境惡劣、人類難以到達的區(qū)域，傳感器節(jié)點采用電池供電，且難以更換電源，因此如何盡力減少節(jié)點能耗，進而減少網絡能耗、延長網絡生命周期是無線傳感器網絡研究中面臨的最大問題。目前減少能耗、延長網絡生命周期的研究熱點為建立良好的可擴展的網絡拓撲控制機制，結合數據聚合技術設計能量高效的數據處理和路由轉發(fā)協議等。
　　網絡拓撲控制，是一種重要的節(jié)能手段，它以能量高效為目標，結合功率控制、睡眠

3、調度和路由機制，在保證覆蓋度和連通度的前提下，盡可能的延長網絡生存期、降低通信干擾、降低節(jié)點能耗、提高路由協議的效率并為構建數據融合樹提供拓撲基礎。網絡拓撲控制就是要形成一個高效的數據轉發(fā)的網絡拓撲結構。對于無線自組織的網絡而言，網絡拓撲控制具有特別重要的意義。
　　路由協議的功能是尋找源節(jié)點與目的節(jié)點之間數據轉發(fā)的優(yōu)化路徑，并將數據沿該路徑轉發(fā)。如何根據局部拓撲信息設計出能量高效的路由協議，延長網絡生命周期是無線傳感器網絡的關鍵

4、問題。數據聚合技術可以將傳感器節(jié)點采集到的監(jiān)測數據在一定的聚合時機和聚合點下利用聚合點的計算資源和存儲資源進行數據處理，減少數據冗余度，在達到用戶需求的前提下，盡可能地減少網絡中的數據傳輸量?；趯哟涡屯負涞姆执芈酚蓞f議結合睡眠調度機制及數據聚合技術，能夠大大減少網絡中冗余信息的傳遞，提高數據的精確度，有效地延長網絡生命周期。
　　針對傳統(tǒng)的分簇網絡中簇劃分不合理、簇首節(jié)點死亡時沒有相應的處理機制等問題，本文提出了一種基于集中控制

5、的分簇協議CCCH(Center-ControlClusterProtocal)。CCCH采用層次型網絡拓撲控制，按照節(jié)點密度對網絡進行優(yōu)化分簇，使得每個簇內節(jié)點數目相當，以均衡每個簇及簇首能耗;簇首不采用競爭機制，而是由匯聚節(jié)點根據簇內每個節(jié)點做為簇首時的簇內能耗及距已當選過簇首的節(jié)點的距離的平方和進行集中控制;各傳感器節(jié)點采用功率控制和睡眠調度機制，基于最小能耗的簇首間數據轉發(fā)機制，結合路由以簇首節(jié)點為數據聚合點，聚合時機為簇內的數