無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中分層簇類數(shù)據(jù)融合算法的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)和無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，成為計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域一個活躍的研究分支，在軍事和民用中得到廣泛的應(yīng)用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量低成本、低能耗、體積小且具有一定計(jì)算能力和組網(wǎng)能力的傳感器節(jié)點(diǎn)組成。傳感器節(jié)點(diǎn)一般依靠電池供電，其能量有限并且由于工作環(huán)境等因素的限制難以更換，因此，如何高效節(jié)約能量最大化網(wǎng)絡(luò)生命周期是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的重要問題。 目前的分簇算法大都基于分層網(wǎng)絡(luò)模型，在某一層單獨(dú)設(shè)計(jì)節(jié)能算

2、法，忽略了不同層之間的協(xié)同工作的重要性，導(dǎo)致其分簇算法執(zhí)行效率低下和資源浪費(fèi)嚴(yán)重。傳感器節(jié)點(diǎn)在能量、計(jì)算能力上有限，因此冗余數(shù)據(jù)的傳送在一定程度將消耗過多的能量，而數(shù)據(jù)融合技術(shù)能夠減少數(shù)據(jù)冗余，降低傳輸次數(shù)，從而減輕網(wǎng)絡(luò)帶寬的負(fù)擔(dān)及成千上萬的數(shù)據(jù)包處理所帶來的能量損耗。 本文研究分層路由及數(shù)據(jù)融合技術(shù)。首先提出了一種基于通信范圍約束的多層簇類算法，該算法基于單層次的數(shù)據(jù)融合結(jié)構(gòu)，給出了多層次的數(shù)據(jù)融合，然后根據(jù)不同通信范圍對每一

3、層簇頭選擇父節(jié)點(diǎn)，減少數(shù)據(jù)包傳輸次數(shù)。在仿真平臺OMNET++上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，將提出的分層節(jié)能算法與EEUC算法進(jìn)行了性能比較，仿真結(jié)果表明，該協(xié)議能顯著減少整個無線網(wǎng)絡(luò)能量消耗，保證能量消耗少、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可變的條件下，具有較好的實(shí)用性和魯棒性。 其次，提出了一種基于能量的分層融合樹的構(gòu)建算法。該算法采用多跳路由，選取源節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)間共享路徑最長的最短路徑，使得每個節(jié)點(diǎn)都可以節(jié)約能量。與傳統(tǒng)LEACH路由方式的性能進(jìn)行了比較