基于最小跳數(shù)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)分簇路由算法.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）是以微機(jī)電系統(tǒng)結(jié)合嵌入式技術(shù)，由大量多功能傳感器節(jié)點(diǎn)以自組織形式構(gòu)成的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。目前，不僅僅在軍事和科學(xué)研究中其價(jià)值得到體現(xiàn)，其應(yīng)用方向更是觸碰到了生活的方方面面。無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)具有成本低廉、功能多樣、部署簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但是它在實(shí)際的應(yīng)用中也體現(xiàn)著一些問(wèn)題:首先，傳感器節(jié)點(diǎn)依靠電池供電且不能通過(guò)人工維護(hù)更換電池，那么能量耗盡就意味著傳感器節(jié)點(diǎn)的死亡，能量問(wèn)題成為傳感網(wǎng)

2、絡(luò)中最敏感的話題;第二，傳感器節(jié)點(diǎn)一般部署于偏遠(yuǎn)或環(huán)境條件惡劣的地區(qū)，復(fù)雜的環(huán)境條件要求網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有優(yōu)良的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以簡(jiǎn)單化對(duì)網(wǎng)絡(luò)的管理;第三，傳感節(jié)點(diǎn)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的采樣中存在大量冗余，冗余數(shù)據(jù)的傳輸不僅消耗網(wǎng)絡(luò)帶寬而且浪費(fèi)節(jié)點(diǎn)能量，所以，應(yīng)引入數(shù)據(jù)融合或其他相關(guān)策略以提高網(wǎng)絡(luò)的性能。為了解決上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)高效的路由策略以及優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)日益成為國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)課題。
　　本文針對(duì)路由算法和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行研究，主要貢獻(xiàn)有以下兩點(diǎn):

3、r>　　首先，針對(duì)傳輸鏈路不穩(wěn)定和延遲問(wèn)題，通過(guò)改進(jìn)MHR提出了基于剩余能量和擁塞控制的路由算法CEMHR。對(duì)于延遲問(wèn)題，在傳輸數(shù)據(jù)尋找轉(zhuǎn)發(fā)路徑上，綜合能量和擁塞程度兩個(gè)因素作為標(biāo)準(zhǔn);對(duì)于鏈路不穩(wěn)定可能造成的傳輸失敗問(wèn)題，該算法引入了多節(jié)點(diǎn)備份的思想，以有限狀態(tài)機(jī)的模式保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。仿真實(shí)驗(yàn)表明，CEMHR算法能夠有效的提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，均衡的利用網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)能量，在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下均能有效的降低傳輸延遲，提高了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。

4、>　　其次，本文分析了經(jīng)典分簇路由算法HEED存在的不足，提出了基于WSN時(shí)空特性與模型優(yōu)化的分簇路由算法M-HEED(Model-HEED)。在數(shù)據(jù)采樣階段，以模型預(yù)測(cè)技術(shù)代替了傳統(tǒng)的傳感采樣，同時(shí)為了保證系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，考慮到了誤差范圍;在成簇階段，由原先的大量成員節(jié)點(diǎn)入簇改進(jìn)為少量的超級(jí)節(jié)點(diǎn)入簇，很大程度上降低了控制消息的傳遞;簇間路由采用CEMHR算法以保證模型和數(shù)據(jù)的可靠傳輸;重新分簇機(jī)制不再采用周期性的選舉，而是根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的