分簇的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中瓶頸節(jié)點(diǎn)問題研究.pdf

1、集成了傳感器、嵌入式計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和無線通信四大技術(shù)而形成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，它是一種新型的無基礎(chǔ)設(shè)施的無線網(wǎng)絡(luò)，能夠協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對其進(jìn)行處理，傳送到需要這些信息的用戶。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的一個(gè)新的研究領(lǐng)域，具有十分廣闊的應(yīng)用前景，引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為對人類未來生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的十大新興技術(shù)之首，具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。以“

2、數(shù)據(jù)為中心”的傳感器網(wǎng)絡(luò)只具有有限的計(jì)算能力、有限的存儲能力、有限的無線通信能力和有限的電源供應(yīng)能力。如何在這樣有限的資源環(huán)境下獲取盡可能多的、有效的感知對象的特征信息，并傳輸?shù)接脩艄?jié)點(diǎn)進(jìn)行處，是目前研究的重點(diǎn)問題，這些問題都可以歸結(jié)為傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由問題和能量管理問題。 本文的研究重點(diǎn)在于分簇的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的瓶頸節(jié)點(diǎn)問題。通過分析無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中瓶頸節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)、分簇路由協(xié)議機(jī)制以及瓶頸節(jié)點(diǎn)對分簇路由協(xié)議的影響，求得分簇的無

3、線傳感器網(wǎng)絡(luò)中瓶頸節(jié)點(diǎn)的解決辦法。最后，給出了瓶頸節(jié)點(diǎn)的標(biāo)記算法和一個(gè)以該算法為基礎(chǔ)的分簇路由協(xié)議。 傳感器節(jié)點(diǎn)一般由電池供電，且不易更換，所以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最關(guān)注的問題是如何高效利用有限的能量。本文首先對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量管理作了全面介紹，系統(tǒng)地分析了傳感器節(jié)點(diǎn)各個(gè)部分的能量消耗情況和節(jié)能策略。在分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量管理策略的基礎(chǔ)上，提出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的瓶頸節(jié)點(diǎn)問題，分析了瓶頸節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)，并給出了一個(gè)瓶頸節(jié)點(diǎn)標(biāo)記算法

4、，該算法可用于標(biāo)記無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的瓶頸節(jié)點(diǎn)。 在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)層的路由技術(shù)至關(guān)重要。分簇路由具有拓?fù)涔芾矸奖?、能量利用高效、?shù)據(jù)融合簡單等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前重點(diǎn)研究的路由技術(shù)。所以本文隨之分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由機(jī)制，著重從簇首的產(chǎn)生、簇的形成和簇的路由角度系統(tǒng)地對當(dāng)前典型的分簇路由算法進(jìn)行比較和分析，并結(jié)合瓶頸節(jié)點(diǎn)特點(diǎn)和分簇路由機(jī)制，總結(jié)了瓶頸節(jié)點(diǎn)對分簇路由的影響。 最后，本文給出了一個(gè)分簇路由協(xié)議的