礦井下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法的研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等相結(jié)合的產(chǎn)物。通過(guò)各類集成化的微型傳感器來(lái)實(shí)時(shí)感知和采集各種監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息,通過(guò)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行信息處理,并通過(guò)隨機(jī)自組織無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端,從而真正實(shí)現(xiàn)“無(wú)處不在的計(jì)算”理念。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于具有節(jié)點(diǎn)體積小、功耗低及成本低、組網(wǎng)方便快捷等優(yōu)點(diǎn),具有十分廣闊的應(yīng)用前景,被認(rèn)為是將對(duì)21世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。本

2、文首先簡(jiǎn)要介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念、體系結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)以及課題組所提出煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);并從中選出影響該系統(tǒng)性能的一門重要技術(shù)——路由協(xié)議作為本文研究的重點(diǎn)。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的幾種典型的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法的對(duì)比研究,總結(jié)了各種算法的優(yōu)秀思想,并以此為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了一種適合課題組提出的安全監(jiān)控系統(tǒng)支路網(wǎng)的路由算法——門限敏感的簇內(nèi)單跳簇間多跳傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法(TSSM)。TSSM中假設(shè)所有節(jié)點(diǎn)都靜態(tài)分布,并采用了一次分簇,

3、即在網(wǎng)絡(luò)初始化時(shí)進(jìn)行簇的劃分,以后各輪簇內(nèi)的成員節(jié)點(diǎn)將不再發(fā)生改變,從而降低了多次生成簇的能量消耗;通過(guò)循環(huán)選舉簇頭節(jié)點(diǎn)來(lái)分散網(wǎng)絡(luò)的開銷;通過(guò)劃分虛擬單元格以及規(guī)定非活動(dòng)節(jié)點(diǎn)休眠,活動(dòng)節(jié)點(diǎn)設(shè)定軟、硬門限工作的方法,有效降低了網(wǎng)絡(luò)冗余度;簇頭節(jié)點(diǎn)采用數(shù)據(jù)融合技術(shù)來(lái)降低網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量;通過(guò)簇間多跳將距離網(wǎng)關(guān)較遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)的能耗分散到了網(wǎng)絡(luò)中的其他簇頭節(jié)點(diǎn)。應(yīng)用MATLAB7.1對(duì)DD、LEACH和TSSM進(jìn)行了仿真和性能的比較,結(jié)果表明,本文