無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能分簇算法的研究與設(shè)計.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是眾多的傳感器節(jié)點(diǎn)通過無線通信的方式,相互聯(lián)系,處理、傳遞信息的網(wǎng)絡(luò)。在軍事國防、生物醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、搶險救災(zāi)、防恐反恐、危險區(qū)域遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
　　 能源問題是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中一個主要的挑戰(zhàn),使電池供電的傳感節(jié)點(diǎn)達(dá)到最大的生存時間來支持?jǐn)?shù)據(jù)的采集與傳輸是當(dāng)今的研究熱點(diǎn)之一。本文從傳感器節(jié)點(diǎn)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(jìn)行了分析,給出了適合本文研究的電池模

2、型公式。并根據(jù)電池放電特性,在HEED算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究,設(shè)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(wǎng)過程和簇首輪換過程中,結(jié)合考慮了節(jié)點(diǎn)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(qū)動機(jī)制為能量閾值驅(qū)動全網(wǎng)重組。仿真結(jié)果表明,BAR-HEED算法在降低網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)放電損耗及延長網(wǎng)絡(luò)壽命方面較HEED算法有一定的提高。
　　 同時,本文針對當(dāng)傳感區(qū)域與基站距離較遠(yuǎn)時,簇首直接與基站通信會

3、消耗大量的能量,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能耗分布不均的問題,設(shè)計了一種能量有效,適合遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆酚伤惴↙EERP,該算法通過引入中繼節(jié)點(diǎn),縮短了簇首與基站之間的數(shù)據(jù)傳輸距離,并通過限制中繼節(jié)點(diǎn)不參與成簇過程,避免了中繼節(jié)點(diǎn)的成簇開銷,達(dá)到均衡全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)能耗的目的。在簇首輪換階段,LEERP算法在采用能量閾值驅(qū)動簇首輪換機(jī)制的同時,將輪換過程限制在本簇內(nèi),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(jié)合電池的放電特性,在同一仿真