面向生物實(shí)驗(yàn)室安全應(yīng)用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為無線通信網(wǎng)絡(luò)的一個新領(lǐng)域，是一種無中心節(jié)點(diǎn)的全分布系統(tǒng)。通過隨機(jī)投放布設(shè)的方式，傳感器節(jié)點(diǎn)密集部署于監(jiān)控區(qū)域，并通過無線電通信形成一個自組織網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究也越來越受到國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的重視。本文依托于國家科技支撐計(jì)劃課題----“實(shí)驗(yàn)室實(shí)時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品”，針對生物實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的具體特點(diǎn)，提出了一套基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的傳感器數(shù)據(jù)采集和分析的方案。在這個項(xiàng)目實(shí)

2、踐的基礎(chǔ)上，本文考慮了在實(shí)際生物實(shí)驗(yàn)室無線傳感器網(wǎng)絡(luò)存在的問題，針對其網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議進(jìn)行了深入的研究和討論，并提出了自己的改進(jìn)算法。
　　基于實(shí)際應(yīng)用考慮，本文針對傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇協(xié)議LEACH進(jìn)行了兩方面的改進(jìn)。首先，針對實(shí)際生物實(shí)驗(yàn)室三維空間的節(jié)點(diǎn)分布特點(diǎn)，提出了多級分簇的理念，將三維空間的節(jié)點(diǎn)通過區(qū)域劃分實(shí)現(xiàn)平面化，并在平面化后的區(qū)域內(nèi)選取節(jié)點(diǎn)擔(dān)任一級簇頭，完成一級分簇過程。其次，針對區(qū)域化后的平面內(nèi)的節(jié)點(diǎn)，以LEA

3、CH協(xié)議為核心，改進(jìn) LEACH協(xié)議不能均勻分簇的缺點(diǎn)，在簇頭選舉時加入簇頭節(jié)點(diǎn)間距離的考慮因子，并優(yōu)先選擇能量高的節(jié)點(diǎn)擔(dān)任簇頭，以此實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)的均勻分簇。通過這兩方面的改進(jìn)，大大克服了LEACH協(xié)議不能實(shí)現(xiàn)均勻分布以及不考慮能耗的缺點(diǎn)，從而更好地均衡了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能耗，延長了網(wǎng)絡(luò)生存時間。最后，基于NS2仿真平臺對本文提出的算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析及評估，并與LEACH協(xié)議的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)后的算法在節(jié)能、網(wǎng)絡(luò)生存時間