基于分簇的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)生存期延長(zhǎng)策略研究.pdf

1、傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種以采集數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)和通信為目的的新型網(wǎng)絡(luò)。傳感器節(jié)點(diǎn)一般在野外工作，由電池供電，因此如何盡可能的減少能量消耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存期是傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要性能指標(biāo)。圍繞如何延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存期，主要解決方法是分簇算法，分簇算法要解決兩個(gè)問(wèn)題：(1)簇的大?。?2)簇首如何分布．目前存在的分簇算法大多采用隨機(jī)的簇首選擇方案，不能保證簇首均勻分布，并且每個(gè)簇的成員數(shù)目差距很大。 本文以此為研究背景，首先介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特

2、點(diǎn)、應(yīng)用、研究現(xiàn)狀以及發(fā)展前景；接著介紹無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)模型與能量消耗模型，然后簡(jiǎn)述了目前存在的幾種典型的無(wú)線傳感器分簇算法；其中LEACH算法提出一種最優(yōu)簇首數(shù)目公式，但并沒(méi)有考慮到傳感器節(jié)點(diǎn)的實(shí)際處理能力是有限的，本文在此基礎(chǔ)上提出了壓縮比概念，用來(lái)刻畫節(jié)點(diǎn)的壓縮能力，通過(guò)建立網(wǎng)絡(luò)能量消耗模型，從理論上推導(dǎo)出了最優(yōu)簇首數(shù)目公式，得出結(jié)論：當(dāng)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)等于壓縮比時(shí)，網(wǎng)絡(luò)消耗的能量最小并且網(wǎng)絡(luò)的生存期最長(zhǎng)。仿真實(shí)驗(yàn)表明傳感器網(wǎng)絡(luò)的

3、耗能不但與簇首的數(shù)目有關(guān)，還與簇首的位置分布有關(guān)。在簇首分布均勻的情況下能量消耗較小，由此提出了一種選擇均勻分布簇首的遞歸算法，仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的有效性。 實(shí)際應(yīng)用中傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)密度很大，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)檢測(cè)范圍存在相互重疊，即存在大量的冗余數(shù)據(jù)，如何消除不必要的冗余數(shù)據(jù)成為減少網(wǎng)絡(luò)能量消耗的一種重要策略，本文基于傳感器節(jié)點(diǎn)檢測(cè)半徑，提出了兩種消除冗余數(shù)據(jù)的算法：Ground和Grid算法，這兩種算法在保證覆蓋檢測(cè)區(qū)域的前提下，通