無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中能量空洞避免機(jī)制與策略研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是應(yīng)用前景廣闊、涉及多學(xué)科交叉的前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域，被稱為21世紀(jì)最有影響的2l項技術(shù)和改變世界的lO大技術(shù)之一．它是由成千上萬個微小的傳感器節(jié)點(diǎn)通過自組織的方式形成的能夠協(xié)作的感知和收集監(jiān)測信息的功能性網(wǎng)絡(luò)．
　　如何高效地利用有限的能量資源，使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的每一個節(jié)點(diǎn)都能最大限度的發(fā)揮其功效，延長整個網(wǎng)絡(luò)的生存周期一直是傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的一個熱門方向．網(wǎng)絡(luò)中部分節(jié)點(diǎn)由于負(fù)載過重而耗盡自身能量過早死亡，這種能耗不

2、均衡現(xiàn)象被稱為“能量空洞”問題．它會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)原有覆蓋區(qū)域缺失或者數(shù)據(jù)無法送達(dá)sink節(jié)點(diǎn)，縮短網(wǎng)絡(luò)正常工作的時間，是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究必須要攻克的一個難題．近年來，國內(nèi)外對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量空洞避免機(jī)制和策略從節(jié)點(diǎn)部署、路由優(yōu)化、數(shù)據(jù)收集和基站設(shè)置等諸多角度進(jìn)行了大量研究，并取得了較好的效果．
　　本文在已有研究的基礎(chǔ)上，提出了兩種能有效避免能量空洞問題的策略：(1) IFA-based節(jié)點(diǎn)分布策略解決能量空洞問題：在節(jié)點(diǎn)隨機(jī)

3、均勻分布的條件下，通過對某一特殊環(huán)帶中監(jiān)測信息量和中繼信息量的推理計算，計算出網(wǎng)絡(luò)不同區(qū)域中感知、接收、發(fā)送的總能耗和每個節(jié)點(diǎn)的平均負(fù)載情況，根據(jù)區(qū)域平均能量消耗的比例得出不同區(qū)域中隨機(jī)部署的傳感器節(jié)點(diǎn)的密度．(2)節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率可調(diào)的能量均衡數(shù)據(jù)傳輸策略解決能量空洞問題：節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身的位置和剩余能量等信息，結(jié)合附近鄰居節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息，調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌霃剑M(jìn)而最大限度地均衡網(wǎng)絡(luò)的能耗．這兩種方法都很好地避免了能量空洞問題，在延長網(wǎng)絡(luò)生存時