基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點覆蓋和路由優(yōu)化算法及應(yīng)用研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為全球未來的三大高科技產(chǎn)業(yè)之一，也是現(xiàn)今研究關(guān)注的焦點之一。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對環(huán)境特別是交通方面進(jìn)行的監(jiān)測，一直是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)一項熱點研究課題。圍繞這一課題產(chǎn)生的實際應(yīng)用都蘊涵著巨大的社會效益。本文對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的結(jié)構(gòu)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)及特點進(jìn)行介紹。同時指出，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)之所以適于交通控制是因為其本身的特點決定的，本文正是通過對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的介紹指出了文中研究改進(jìn)的兩個方面——節(jié)點覆蓋算法的改進(jìn)以

2、及樹形路由算法的改進(jìn)，進(jìn)而將改進(jìn)的內(nèi)容應(yīng)用到交通控制系統(tǒng)模型中，最后通過OMNET++仿真軟件證明了優(yōu)化算法在應(yīng)用中的改進(jìn)。
　　 首先，本文主要研究了節(jié)點覆蓋方法的改進(jìn)。主要通過對節(jié)點的有效覆蓋面積SECA和有效覆蓋率RECA的推導(dǎo)，目的是能盡量用最少的節(jié)點達(dá)到最大的覆蓋區(qū)域，或者說在一定的測量區(qū)域內(nèi)，盡量減少節(jié)點的冗余覆蓋區(qū)，以此達(dá)到使用盡量少的節(jié)點數(shù)來降低成本。同時指出，聯(lián)系到實際應(yīng)用，在實現(xiàn)完全無縫覆蓋基礎(chǔ)上，對于觀測點

3、密集地區(qū)，數(shù)據(jù)傳遞量大消耗能量快，為延長網(wǎng)絡(luò)的使用壽命，應(yīng)適當(dāng)增加節(jié)點密度。
　　 其次，本文在zigbee協(xié)議樹形算法的改進(jìn)方面，主要是通過系統(tǒng)分析現(xiàn)有zigbee協(xié)議樹形算法特性、適用場景、對節(jié)點的要求以及算法的效果，尤其是在其優(yōu)點和不足的基礎(chǔ)上，提出了一種新的zigbee協(xié)議樹形算法。新算法包括樹形算法原有的計算下一跳節(jié)點及下一跳節(jié)點地址的方法。同時其創(chuàng)新點在于：首先，在新算法中提出加入了鄰居表。使得節(jié)點在尋找下一跳節(jié)點時

4、考慮到測量半徑內(nèi)的其它節(jié)點，以選擇到達(dá)目標(biāo)節(jié)點使用跳數(shù)少的路徑，從而減少能量消耗，特別是接近根部的關(guān)鍵節(jié)點的能量消耗。其次，在節(jié)點上設(shè)定了能量最低閥值。這樣可以及時尋找新的路徑，避免重復(fù)使用一條路徑或節(jié)點，過早耗光能量造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓。
　　 然后，再將以上對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究改進(jìn)方面應(yīng)用到實際。本文的實際應(yīng)用基本能響應(yīng)智能交通的主要功能，并進(jìn)一步以交通中研究的熱點問題——車輛在城市道路網(wǎng)中的路徑優(yōu)化和調(diào)整為例對其功能的實現(xiàn)進(jìn)行了

5、詳述。在實際應(yīng)用中，也并不是直接應(yīng)用，需與實際情況相結(jié)合。通過建立一種道路控制模型，將研究的節(jié)點覆蓋問題和zigbee協(xié)議樹形路由算法的改進(jìn)應(yīng)用到其中，并結(jié)合實際對整個模型進(jìn)行了實際應(yīng)用改進(jìn)。在應(yīng)用節(jié)點覆蓋優(yōu)化算法時，應(yīng)根據(jù)節(jié)點作用的不同，分別進(jìn)行節(jié)點覆蓋。在進(jìn)行路由算法改進(jìn)應(yīng)用時，也應(yīng)根據(jù)實際進(jìn)行條件設(shè)定，同時還需考慮到路由花費等實際成本問題。
　　 最后，利用OMNET++仿真軟件對該模型改進(jìn)進(jìn)行了仿真證明。首先，介紹了OM