基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)模糊冗余度混合通信算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的自組織網(wǎng)絡(luò)，在國防軍事、物品跟蹤、空中探索、環(huán)境監(jiān)測等各種人跡罕至的領(lǐng)域，有著廣闊的應(yīng)用前景，從根本上改變了信息的獲取能力與控制能力。
　　 論文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本原理和相關(guān)發(fā)展歷史，對目前幾種具有代表性的LEACH(LowEnergyAdaptiveClusteringHierarchy)算法、PEGASIS(power-efficientgatheringinsensorinformat

2、ionsystems)路由算法、TEEN(thresholdsensitiveenergyefficientsensornetworkprotocol)路由算法與TTDD(two-tierdatadissemination)路由算法的性能、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)等進(jìn)行了詳細(xì)分析與研究，然后比較分析了LEACH-SMC算法與LEACH算法的數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)、覆蓋冗余度及能量的損耗，并在此基礎(chǔ)上引入模糊算法。
　　 針對無線傳感網(wǎng)絡(luò)的冗余度問

3、題，論文參考大量的智能無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、模糊集理論、模糊技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相關(guān)書籍與文獻(xiàn)，通過分析目前無線傳感網(wǎng)絡(luò)的硬件發(fā)展及軟件協(xié)議的特點(diǎn)，綜合運(yùn)用分簇路由協(xié)議的原理，在模糊集合的基礎(chǔ)上，本文提出了模糊冗余度的混合通信算法。該算法基于LEACH算法的結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上，在簇頭選舉階段，首輪節(jié)點(diǎn)的初始能量都是一樣的，節(jié)點(diǎn)的位置是隨機(jī)選定的，簇頭節(jié)點(diǎn)的數(shù)目是根據(jù)一定的優(yōu)化結(jié)果，隨機(jī)選取的:在隨后的生命周期中，是根據(jù)節(jié)點(diǎn)剩余能量的多少進(jìn)行

4、選舉，簇頭覆蓋的區(qū)域要由自身感知半徑的大小來決定。處于邊緣區(qū)被多重覆蓋的節(jié)點(diǎn)，運(yùn)用模糊算法，根據(jù)隸屬度的大小來決定自身的隸屬簇頭。選舉結(jié)束后，便是數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸階段。在穩(wěn)定通信階段采用單跳與多跳相結(jié)合的方式，進(jìn)行無線路由通信。此算法保證網(wǎng)絡(luò)的信號的暢通性與覆蓋性的同時(shí)，減少了冗余節(jié)點(diǎn)的重復(fù)發(fā)送信號，降低了冗余度，節(jié)省了能源。最后，通過對無線傳感網(wǎng)絡(luò)模型的建立，基于MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)平臺，對無線傳感網(wǎng)絡(luò)的簇頭節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化選擇、存活節(jié)點(diǎn)、生命

5、周期、整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的剩余能量做了仿真分析。結(jié)果表明:無線傳感網(wǎng)絡(luò)的生命周期得到延長，每輪的存活節(jié)點(diǎn)數(shù)與剩余能量都有所提高，在一定程度上提高了網(wǎng)絡(luò)的性能。
　　 模糊冗余度的混合通信協(xié)議引入模糊算法能有效地降低冗余度，彌補(bǔ)了分簇算法的不足，減少了數(shù)據(jù)的通信量。同時(shí)，采用了單、多跳相結(jié)合的混合通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比傳統(tǒng)的多跳數(shù)據(jù)傳輸方式的TTDD協(xié)議與PEGASIS協(xié)議，傳統(tǒng)的單跳數(shù)據(jù)傳輸方式LEACH協(xié)議與TEEN協(xié)議更能靈活地節(jié)能?？傊?，