無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)匯聚關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域的大量微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式形成的一種多跳自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它能夠采集監(jiān)測(cè)區(qū)域數(shù)據(jù)，并通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳送至客戶(hù)端，從而達(dá)到對(duì)目標(biāo)區(qū)域監(jiān)測(cè)的目的。由于無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)能量嚴(yán)重受限，因此如何降低網(wǎng)絡(luò)能耗，提高網(wǎng)絡(luò)的生存周期已成為無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的熱點(diǎn)。研究表明，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)匯聚算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能有很大影響，設(shè)計(jì)有效的數(shù)據(jù)匯聚算法可以延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存周期。
　　本文針對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感器

2、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)匯聚算法展開(kāi)深入的研究，在分析了現(xiàn)有匯聚算法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)能耗不均衡的問(wèn)題，從靜止無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)和基于移動(dòng)sink的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)兩方面進(jìn)行了研究:
　　(1)針對(duì)靜止的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，提出了一種能量有效的分簇?cái)?shù)據(jù)匯聚路由算法LEACH-EM。該算法在簇首選舉時(shí)，將能量因素、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為選擇簇首的依據(jù)，并加入對(duì)閾值公式的約束，使選出的簇首更合理且在數(shù)輪之后閾值不會(huì)過(guò)低;在簇形成階段，對(duì)節(jié)點(diǎn)加入簇的方式進(jìn)行分析

3、，節(jié)點(diǎn)選擇使網(wǎng)絡(luò)通信能耗最小的簇頭加入;在簇間數(shù)據(jù)傳輸階段，提出一種改進(jìn)權(quán)值的數(shù)據(jù)匯聚樹(shù)的形成方法，通過(guò)多跳數(shù)據(jù)傳輸來(lái)均衡網(wǎng)絡(luò)能耗。
　　(2)針對(duì)基于移動(dòng)sink的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，提出了基于RP節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)匯聚算法DCRP。該算法可以分為RP(Rendezvous Point)節(jié)點(diǎn)選舉、網(wǎng)格內(nèi)數(shù)據(jù)匯聚和移動(dòng)sink路徑優(yōu)化三個(gè)階段。由于RP節(jié)點(diǎn)的位置直接影響移動(dòng)sink的路徑，所以在RP節(jié)點(diǎn)選舉階段，通過(guò)劃分網(wǎng)格并根據(jù)節(jié)點(diǎn)能量和網(wǎng)

4、絡(luò)拓?fù)溥x擇RP節(jié)點(diǎn)，使選舉出的RP節(jié)點(diǎn)數(shù)量合理且盡量靠攏;在網(wǎng)格內(nèi)數(shù)據(jù)匯聚階段，針對(duì)RP節(jié)點(diǎn)的位置特點(diǎn)，設(shè)計(jì)二級(jí)簇結(jié)構(gòu)，減少遠(yuǎn)距離節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)格內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸能耗;最后利用模擬退火算法計(jì)算出遍歷RP節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)路徑，并將TSP問(wèn)題轉(zhuǎn)化為T(mén)SPN問(wèn)題進(jìn)一步縮短移動(dòng)sink的數(shù)據(jù)收集時(shí)間。
　　仿真結(jié)果表明，本文提出的針對(duì)靜止無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)匯聚路由算法能夠較好的延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存周期，針對(duì)基于移動(dòng)sink的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)提出的算法能夠在均衡網(wǎng)