無線傳感器網(wǎng)絡中節(jié)點基于確定位置的路由算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是一種新型的無基礎設施的網(wǎng)絡,它集成了傳感器技術、嵌入式計算技術、分布式信息處理技術和無線通信技術等四大技術,是一種全新的信息獲取和處理技術。由于具有網(wǎng)絡規(guī)模大、節(jié)點能量受限、以數(shù)據(jù)為中心和網(wǎng)絡拓撲動態(tài)變化特點,無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議的設計充滿挑戰(zhàn),如何設計高效節(jié)能而又可靠的路由協(xié)議成為無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議研究的關鍵問題。
　　 近幾年已有大量的研究專門為WSN設計了許多路由協(xié)議,可分為兩大類。一類考慮到通用的路

2、由協(xié)議雖然應用具有廣泛性,但是在具體的環(huán)境中其針對性不強,效率不高,所以根據(jù)不同應用對WSN的要求,研究合適的路由協(xié)議。還有一類是針對現(xiàn)有協(xié)議在特定應用范圍內(nèi)進行優(yōu)化,延長其網(wǎng)絡生存時間,增強其健壯性,從而提高網(wǎng)絡性能。
　　 本文采用的是后一類方法,首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡的基本概念、體系結構、關鍵技術、特點及其應用領域,然后對無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議的特點、設計要求和性能指標進行了介紹,并對現(xiàn)有的典型無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議進行

3、分析,總結了它們的優(yōu)缺點。
　　 為了降低傳感器網(wǎng)絡的能耗,本文提出了一種基于確定位置的分簇路由算法ABCRA(Address-based clustering routing algorithm),該算法在經(jīng)典的分簇算法LEACH的基礎上,通過設計基于網(wǎng)格劃分的分簇方法和簇首選擇建立機制,并通過分析簇穩(wěn)定工作時間的最小值和最大值,制定一種新的簇首選擇更新機制,使得簇的建立和簇首的選取更為合理,從而進一步優(yōu)化簇的結構和簇首選取,

4、均衡了網(wǎng)絡的能耗,實驗結果表明,與LEACH算法相比,新算法的傳感器節(jié)點生命周期有一定幅度的延長。ABCRA算法適用于節(jié)點固定時的情況。
　　 為了提高在傳感器節(jié)點發(fā)生故障時路由算法的可靠性,本文對多路徑路由算法進行了研究,通過對辮狀多路徑路由算法和退避算法的研究,本文提出一種高權重從路徑生成算法HWSPGA(Higher Weight Sub-Path Generation Algorithm)。該算法通過路徑塊及退避機制構造