基于能量策略的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種新興的信息獲取和處理技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景。通常，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量低成本、低功耗，具備感知、數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和無(wú)線通信能力的微型傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組織方式形成的網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)作為微小器件，通常只能配備電池供電。這使得傳感器節(jié)點(diǎn)的壽命在很大程度上依賴于電池的壽命，所以如何降低節(jié)點(diǎn)能量消耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)所要考慮的重要問(wèn)題。本文主要針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)成簇算法和能量有效路由兩個(gè)方面進(jìn)行

2、了深入研究。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下： (1)提出了兩種層次型結(jié)構(gòu)的成簇選擇算法，集中式成簇選擇算法和分布式成簇選擇算法。在集中式成簇選擇算法中，提出了節(jié)點(diǎn)邏輯標(biāo)識(shí)符的概念。通過(guò)Sink節(jié)點(diǎn)的參與管理，傳感器節(jié)點(diǎn)獲得各自的邏輯標(biāo)識(shí)符、簇頭位置以及成簇半徑大小等信息，之后通過(guò)節(jié)點(diǎn)間消息的交互完成簇的組織建立。在分布式成簇選擇算法中，節(jié)點(diǎn)的剩余能量和節(jié)點(diǎn)周圍未成簇節(jié)點(diǎn)數(shù)目將會(huì)影響到各自競(jìng)爭(zhēng)成為簇頭的權(quán)利。具有較多剩余能量和未成簇鄰居數(shù)

3、目的節(jié)點(diǎn)可優(yōu)先競(jìng)爭(zhēng)簇頭，組織成簇。這種綜合考慮了節(jié)點(diǎn)能量和網(wǎng)絡(luò)連通性的競(jìng)爭(zhēng)策略可以在滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋度的情況下，能夠有效的減少網(wǎng)絡(luò)中成簇的數(shù)量。 (2)以本文的兩種成簇選擇算法為基礎(chǔ)，采用簇頭節(jié)點(diǎn)多跳通信的方式，提出了一種基于能量策略的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法(Energy Based on RoutingAlgorithm for Wireless Sensor Networks，EBRA)，實(shí)現(xiàn)從路由建立、數(shù)據(jù)傳輸?shù)铰酚删S護(hù)的整個(gè)

4、過(guò)程。當(dāng)簇頭節(jié)點(diǎn)有數(shù)據(jù)需要向Sink節(jié)點(diǎn)發(fā)送時(shí)，節(jié)點(diǎn)根據(jù)路由表，選擇通信能量消耗最小的路由節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。同時(shí)，算法中給出了一種改進(jìn)的請(qǐng)求響應(yīng)型的數(shù)據(jù)傳輸模式，通過(guò)增加數(shù)據(jù)連續(xù)發(fā)送標(biāo)識(shí)位，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳輸性能和對(duì)突發(fā)數(shù)據(jù)的響應(yīng)能力。 (3)針對(duì)網(wǎng)絡(luò)仿真工具NS2(2.28)，分別實(shí)現(xiàn)了基于兩種成簇算法的路由協(xié)議仿真程序。在不同的測(cè)試場(chǎng)景中對(duì)路由協(xié)議進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，并和LEACH協(xié)議的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。仿真驗(yàn)證了本文提出的路由算