無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議簇頭選舉機制研究.pdf

1、最近幾年,隨著科技水平的飛速發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)也取得了長足的進步,現(xiàn)已成為了一項重要技術(shù),并被廣泛使用,同時國內(nèi)外的專家學者已經(jīng)開始廣泛重視研究無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)。無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Senor Network, WSN)有能量,儲存能力,擴展和容錯方面的限制,但是能耗問題一直是最受關(guān)注的研究方向之一。提高網(wǎng)絡能量的有效利用率,將大大提高網(wǎng)絡的生存時間,從而提高網(wǎng)絡的性能。
　　在這個背景下,同時為了給“面向公

2、共安全保障型城市的無線傳感器網(wǎng)絡故障檢測與容錯系統(tǒng)”項目提供路由算法,并為整個系統(tǒng)的節(jié)能提供優(yōu)化方法。所以本文在第三章和第四章分別提出了兩個改進型算法。
　　本文在第三章提出了基于投票機制和定時驅(qū)動機制的算法——TDWV(Time Drive Weight Vote)算法。此算法應用到項目“面向公共安全保障型城市的無線傳感器網(wǎng)絡故障檢測與容錯系統(tǒng)”中,主要用于溫度感測、交通監(jiān)控以及水質(zhì)監(jiān)控等時時刻刻都需要實時數(shù)據(jù)的應用場所。在節(jié)點

3、投票的過程中,TDWV算法綜合考慮了節(jié)點的剩余能量,節(jié)點相互間的通信能耗和節(jié)點與基站通信的能耗三個方面。三個方面的值,通過加權(quán)后得到的最終值,即為節(jié)點所投出的票數(shù)。在投票結(jié)束后,再依據(jù)定時驅(qū)動機制的算法,節(jié)點根據(jù)所得的票數(shù)生成一個定時長度來參與簇頭選舉,從而大大地節(jié)省了算法過程中能耗的分配。與LEACH算法相比,TDWV算法在網(wǎng)絡整體能耗和生存時間方面都有所提高。
　　在第四章,著重介紹了一種基于高效節(jié)能的分簇路由算法——TEEN

4、算法的改進型算法。此算法應用到項目“面向公共安全保障型城市的無線傳感器網(wǎng)絡故障檢測與容錯系統(tǒng)”中,主要用于監(jiān)測交通事故、火警以及交通意外等突發(fā)事件的應用場所。對于 TEEN算法簇頭分布不均勻、簇頭負擔過重、硬閾值導致有些節(jié)點從開始就未被激活造成浪費以及其僅適合小規(guī)模網(wǎng)絡等不足、置硬閾置為0和采用多跳機制等辦法,提出了一種新的TEEN—F算法。在網(wǎng)絡整體能耗、生存時間和簇頭數(shù)量分布方面,TEEN—F算法的表現(xiàn)都要比TEEN算法更好。

5、>　　本文主要做了以下工作:首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡的概念、結(jié)構(gòu)、應用領(lǐng)域、研究背景和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,分析了需要解決的問題。其次再介紹了無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議,并分析比較了現(xiàn)有的路由協(xié)議,介紹了經(jīng)典的LEACH算法和TEEN算法,在第三章提出了現(xiàn)有路由協(xié)議的不足,在LEACH算法的基礎(chǔ)上提出了一種基于投票機制和定時驅(qū)動機制的算法——TDWV算法,介紹了算法的背景,分析和流程,再使用MATLAB仿真平臺對TDWV算法和LEACH算法進行仿