無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)分族算法及其在TinyOS下的實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量廉價(jià)、低功耗且具有傳感、數(shù)據(jù)處理和短距離無(wú)線(xiàn)通信功能的微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，節(jié)點(diǎn)之間以無(wú)線(xiàn)自組織方式協(xié)同工作，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息，并發(fā)布給觀察者。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)在目標(biāo)跟蹤、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。分簇算法和節(jié)點(diǎn)軟硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)都是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能有很大的影響。
　　 本文首先對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行概述，闡述了傳感器

2、網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)以及關(guān)鍵技術(shù)，接著綜述了幾種典型的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇算法，并對(duì)現(xiàn)有分簇算法存在的不足進(jìn)行了深入研究。
　　 然后，針對(duì)現(xiàn)有分簇算法存在的能量不均勻消耗問(wèn)題，提出了一種基于負(fù)載均衡的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇算法LBEED，該算法通過(guò)建立能量模型，從整體上優(yōu)化了能量消耗，此外，還通過(guò)功率控制機(jī)制使得網(wǎng)絡(luò)內(nèi)成簇大小均勻，從而均衡了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載。MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)表明，該算法在負(fù)載均勻方面的性能要優(yōu)于典型分簇算法HE

3、ED和LEACH。
　　 此外，節(jié)點(diǎn)軟硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)也是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的一個(gè)重要方面，介紹了基于芯片CC2430的硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)以及TinyOS操作系統(tǒng)后，在該平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)了HEED以及LBEED算法，并實(shí)現(xiàn)了能量高效的X-MAC協(xié)議，引入了超低功耗的工作模式。在完成上述所有工作后，通過(guò)搭建一個(gè)小型的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試分簇算法以及X-MAC協(xié)議的性能。實(shí)驗(yàn)表明。LBEED算法能形成大小均勻的簇，X-MAC協(xié)議能使節(jié)點(diǎn)具有較低的能量占空比，從