無線傳感器網絡節(jié)能分簇算法的研究與設計.pdf

1、無線傳感器網絡是眾多的傳感器節(jié)點通過無線通信的方式,相互聯(lián)系,處理、傳遞信息的網絡。在軍事國防、生物醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、搶險救災、防恐反恐、危險區(qū)域遠程控制等領域具有十分廣闊的應用前景。
　　 能源問題是無線傳感器網絡中一個主要的挑戰(zhàn),使電池供電的傳感節(jié)點達到最大的生存時間來支持數據的采集與傳輸是當今的研究熱點之一。本文從傳感器節(jié)點的能量來源——電池本身出發(fā),對電池容量以及影響電池容量的各種因素進行了分析,給出了適合本文研究的電池模

2、型公式。并根據電池放電特性,在HEED算法的基礎上進行研究,設計了一種電池感知的路由協(xié)議BAR-HEED,該算法主要是在組網過程和簇首輪換過程中,結合考慮了節(jié)點的電池放電損耗情況及剩余能量情況,同時改變了原來HEED算法中的時間驅動機制為能量閾值驅動全網重組。仿真結果表明,BAR-HEED算法在降低網絡節(jié)點放電損耗及延長網絡壽命方面較HEED算法有一定的提高。
　　 同時,本文針對當傳感區(qū)域與基站距離較遠時,簇首直接與基站通信會

3、消耗大量的能量,導致網絡節(jié)點能耗分布不均的問題,設計了一種能量有效,適合遠距離數據傳輸的路由算法LEERP,該算法通過引入中繼節(jié)點,縮短了簇首與基站之間的數據傳輸距離,并通過限制中繼節(jié)點不參與成簇過程,避免了中繼節(jié)點的成簇開銷,達到均衡全網節(jié)點能耗的目的。在簇首輪換階段,LEERP算法在采用能量閾值驅動簇首輪換機制的同時,將輪換過程限制在本簇內,以避免干擾到其他仍然擁有較高剩余能量的簇的正常工作。最后,同樣結合電池的放電特性,在同一仿真