無線傳感器網(wǎng)絡中節(jié)能路由算法的研究及應用.pdf

1、近年來，隨著傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、微電子技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡技術(shù)和無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sensor Network 簡稱WSN）作為一種全新的信息獲取、處理和采集技術(shù)正逐漸走向成熟，它具有低功耗、低成本、分布式和自組織等特點。無線傳感器網(wǎng)絡應用廣泛，目前已經(jīng)廣泛應用在在軍事國防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測等方面。但無線傳感器網(wǎng)絡仍然存在一系列的問題有待解決，尤其是無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)能路由設(shè)計問題。

2、　　 1、本文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡的相關(guān)理論，詳細分析了無線傳感器網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡特點以及研究現(xiàn)狀等。并完成了對現(xiàn)有經(jīng)典無線傳感器網(wǎng)絡路由算法的比較和研究。
　　 2、在深入研究LEACH協(xié)議的基礎(chǔ)之上，完成了對無線傳感器網(wǎng)絡最佳建簇概率的研究。并提出了對LEACH協(xié)議的兩種改進的節(jié)能路由算法：
　　 （1） 提出了基于遺傳算法的單輪分簇算法（LEACH-IGA），LEACH-IGA算法步驟：考慮全網(wǎng)的剩余能量

3、，確定簇頭集合，利用改進遺傳算法在簇頭集合中尋找最優(yōu)簇頭，并劃分成簇；
　　 （2）在第一輪分簇算法LEACH-IGA的基礎(chǔ)上，啟動簇頭局部尋優(yōu)提出雙輪分簇算法（LEACH-IGA-I）。LEACH-IGA-I算法步驟：利用LEACH-IGA的結(jié)果，然后在每個分簇內(nèi)部局部尋優(yōu)，尋找最優(yōu)簇頭，完成了簇頭的再次優(yōu)化選擇。分簇完成后，簇內(nèi)節(jié)點直接和簇頭節(jié)點通信，而簇頭節(jié)點則根據(jù)距離直接或則間接與匯聚節(jié)點通信。通過實驗仿真發(fā)現(xiàn)，LEAC

4、H-IGA 節(jié)能算法和LEACH-IGA-I節(jié)能算法性能優(yōu)良，能夠極大地延長網(wǎng)絡生存周期。
　　 3、將無線傳感器網(wǎng)絡運用于森林防火系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)，并將改進后的節(jié)能路由協(xié)議LEACH-IGA-I 成功用于森林防火系統(tǒng)，完成了對森林生態(tài)數(shù)據(jù)（溫度、濕度、光照度、風速風向等）的有效傳輸。通過實踐完成了LEACH-IGA-I算法的檢驗。
　　 本論文得到了重慶市科技公關(guān)項目（SCTC, 2009AC2068）的支持，LE