基于分簇的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)低能耗路由算法研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是信息獲取的有力工具和手段，其覆蓋面廣、自適應(yīng)能力強(qiáng)、布局方便靈活，對(duì)傳統(tǒng)傳感技術(shù)的發(fā)展起到重要作用，已成為21世紀(jì)最具有影響的新技術(shù)之一，在民用、軍事、航空航天、環(huán)境資源保護(hù)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。路由協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)相互通信的基礎(chǔ)，對(duì)于能量有限的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，如何降低網(wǎng)絡(luò)能耗、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存周期是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究的重點(diǎn)之一。
　　本文從節(jié)能的角度，對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議進(jìn)行研究，針對(duì)LEACH

2、路由協(xié)議中簇頭節(jié)點(diǎn)負(fù)載過(guò)重，簇頭能量利用率不高，提出了一種基于粒子群優(yōu)化的雙簇頭分簇路由算法。該算法根據(jù)簇頭任務(wù)的不同，利用節(jié)點(diǎn)的能量、距離匯聚節(jié)點(diǎn)的距離以及節(jié)點(diǎn)的位置關(guān)系分別構(gòu)建適應(yīng)值函數(shù)，選擇出最優(yōu)主簇頭完成數(shù)據(jù)采集和融合任務(wù)，以及與其協(xié)作的最優(yōu)副簇頭完成簇間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)采集能耗和傳輸能耗最小化。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與LEACH和PSO-MV路由算法相比，該算法可以有效減輕簇頭節(jié)點(diǎn)負(fù)載，減小簇頭能量消耗，均衡整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能耗，延

3、長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生存周期。
　　本文還對(duì)HEED路由協(xié)議進(jìn)行研究，針對(duì)采用多跳的HEED路由協(xié)議中存在“熱區(qū)”問(wèn)題導(dǎo)致簇間能耗不均衡和“孤立節(jié)點(diǎn)”影響簇頭能耗均衡等問(wèn)題，提出了一種基于HE E D的非均勻分簇路由算法。節(jié)點(diǎn)能量越高，越容易當(dāng)選簇頭，簇頭根據(jù)其成為簇頭的概率和距離匯聚節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)近計(jì)算其最佳簇半徑來(lái)進(jìn)行非均勻分簇，簇頭之間通過(guò)相互競(jìng)爭(zhēng)的方式產(chǎn)生最終簇頭。對(duì)于節(jié)點(diǎn)處于多個(gè)簇通信范圍內(nèi)，依據(jù)通信代價(jià)的大小選擇加入的簇。對(duì)于最終仍未入