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文檔簡介
1、隨著基于微機(jī)電系統(tǒng)的傳感器技術(shù)、低能耗電子和射頻技術(shù)的不斷進(jìn)步,低能耗、廉價(jià)的無線微傳感器得以大規(guī)模應(yīng)用,相應(yīng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。無線傳感器可以被應(yīng)用于軍事、商業(yè)、醫(yī)療救護(hù)、環(huán)境監(jiān)測等多方面,具有廣闊的應(yīng)用前景,科學(xué)家預(yù)言傳感器網(wǎng)絡(luò)將成為新世紀(jì)人們生活的重要組成部分。 節(jié)點(diǎn)能量有限是傳感器網(wǎng)絡(luò)的突出特點(diǎn),構(gòu)成了傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的瓶頸。因此如何能節(jié)約網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能量,延長網(wǎng)絡(luò)生命周期,是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中的一個(gè)熱點(diǎn)。
2、隨著定位技術(shù)的發(fā)展,很多傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都配有定位系統(tǒng)。本文的算法都是在節(jié)點(diǎn)配有定位系統(tǒng)的前提下進(jìn)行研究的,通過有效的利用位置信息來達(dá)到節(jié)能的目的。本文首先研究了傳感器網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有的各種節(jié)能策略,然后對以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究: (1)傳感器網(wǎng)絡(luò)的最大能量消耗是數(shù)據(jù)傳輸,無線電磁波信號能量消耗與傳輸?shù)木嚯x平方成正比,無線水聲信號的衰減隨距離成正指數(shù)遞增,因而為了節(jié)約能量,網(wǎng)絡(luò)在傳輸數(shù)據(jù)時(shí),一般都采用短距離多跳方式。論文分析了在數(shù)據(jù)傳輸過程中節(jié)
3、點(diǎn)的傳輸距離,跳數(shù)與能量消耗三者之間的關(guān)系,通過分析結(jié)果得到了節(jié)點(diǎn)能耗的曲線圖。根據(jù)能耗曲線圖,結(jié)合位置輔助路由機(jī)制,本文提出了最佳跳數(shù)路由算法。算法通過確立輔助傳輸點(diǎn)來協(xié)助路由,既限制了路由過程中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆秶?,又保證了整個(gè)路由過程中耗能低且節(jié)點(diǎn)間的耗能比較均勻。與傳統(tǒng)的受限洪泛機(jī)制相比有很大的改進(jìn)。仿真證明與傳統(tǒng)的位置輔助路由協(xié)議相比,該算法能較好的節(jié)約能量,均衡節(jié)點(diǎn)間能耗,延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。 (2)通過構(gòu)建虛擬骨干網(wǎng),使
4、骨干節(jié)點(diǎn)完成對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋,這樣當(dāng)骨干節(jié)點(diǎn)處于工作狀態(tài)時(shí),其它節(jié)點(diǎn)就可以處于休眠狀態(tài)??梢栽趥鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)中找出多個(gè)不相交的虛擬骨干網(wǎng),讓它們進(jìn)行輪流工作,這樣可以有效的節(jié)省能量。如何在傳感器網(wǎng)絡(luò)中尋找最大個(gè)數(shù)不相交的虛擬骨干網(wǎng)一直是個(gè)比較復(fù)雜的問題。本文分析了虛擬骨干網(wǎng)的節(jié)能機(jī)制,同時(shí)結(jié)合節(jié)點(diǎn)的位置信息,介紹了一種數(shù)學(xué)模型來求解極大不相交虛擬骨干網(wǎng),為以后在這方面的研究提供了理論基礎(chǔ)。 (3)基于網(wǎng)格模型的GAF(Geograp
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