基于農田的無線傳感器網絡路由協(xié)議的研究.pdf

1、隨著傳感器技術、微電子技術、嵌入式計算技術和無線通信等技術的進步，無線傳感器網絡(Wireless Sensor Networks)得以迅猛發(fā)展，無線傳感器網絡(WSN)集成了傳感器、嵌入式計算、分布式信息處理和無線通信四大技術，是一種全新的信息獲取、處理和傳輸技術。WSN應用于軍事、農田監(jiān)測、醫(yī)療救護、商業(yè)等領域，因而具有十分廣闊的應用前景。 無線傳感器網絡由大量微型傳感器節(jié)點組成，且這種微型傳感器節(jié)點能量有限而且一旦布設后不

2、再更換，在農田中尤其如此。因此能量是無線傳感器節(jié)點最重要的資源，它直接關系著網絡的使用壽命。所以節(jié)能問題成為研究無線傳感器網絡一個主要的目標。 路由技術是無線傳感器網絡的關鍵技術，也是影響網絡整體性能重要的因素之一。傳統(tǒng)的固定網絡的路由協(xié)議已經不再適應無線傳感器網絡動態(tài)變化的拓撲結構，因此近年來提出了不少專門針對無線傳感器網絡的路由協(xié)議，如LEACH，PEGASIS，TEEN等。其中LEACH協(xié)議是較早提出的針對無線傳感器網絡的

3、一個協(xié)議。它是一種自組織的、自適應的、能量有效的、分簇的網絡協(xié)議?？紤]無線傳感器網絡的網絡特性，將傳輸的高能耗較平均分配到所有節(jié)點上，有效的延長了網絡的生存時間。但是，LEACH協(xié)議的隨機選擇簇頭的方案沒有做到最優(yōu)，因為它在選擇過程中既沒有考慮到節(jié)點的地理位置，也沒有考慮到節(jié)點剩余能量水平。 本文從無線傳感器網絡的基本概念入手，對無線傳感器網絡的路由協(xié)議進行的分析研究，并重點對LEACH協(xié)議進行了深入的探討。針對LEACH存在的

4、不足，進行了改進，提出了改進的協(xié)議M-LEACH，它對LEACH的簇頭與簇間進行了優(yōu)化，其中借鑒了PEGASIS，DD等協(xié)議的優(yōu)秀思想。 本文從以下幾個方面對LEACH進行了優(yōu)化： 首先，在簇的形成階段，對簇首的選取過程，選取個數，以及簇的半徑進行了優(yōu)化； 其次，簇間采取多跳通信方式，簇首節(jié)點只需將數據發(fā)送給鄰近的節(jié)點而不是相距很遠的Sink節(jié)點，可以減少單個節(jié)點的能耗，實現網絡負載平衡： 最后采用NS2