基于分簇的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能路由算法研究與應(yīng)用.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種新型的、無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施的、自組織的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。近年來(lái)隨著微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)及通信技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅猛，進(jìn)展很快，而且在軍事與民用方面的一些具體應(yīng)用也取得了成功。由于其應(yīng)用廣泛，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展前景一片光明。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比，傳感器網(wǎng)絡(luò)具有以下特點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)分布極其稠密且數(shù)目很大，每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)全局信息是不可能的；節(jié)點(diǎn)的能量，存儲(chǔ)空間及計(jì)算能力等資源非常有限。而且無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常工作在人無(wú)法接近或者高危險(xiǎn)

2、區(qū)域，使得隨時(shí)更換節(jié)點(diǎn)能源是非常困難的，因此在設(shè)計(jì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議中，能效成為首要考慮的方面。設(shè)計(jì)高能效的路由策略以延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生命周期是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵問(wèn)題。 針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量有限的特點(diǎn)，提出一種基于分簇的節(jié)能路由算法一CESR算法，算法采用逐步求解的方式，將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)分成若干個(gè)交疊簇，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)有簇間和簇內(nèi)兩級(jí)拓?fù)?。?jié)點(diǎn)在選擇路由時(shí)先根據(jù)簇間拓?fù)溥x擇簇路由，當(dāng)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)某個(gè)簇進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，邊界節(jié)點(diǎn)根據(jù)簇內(nèi)拓?fù)洚a(chǎn)生簇內(nèi)

3、路由，算法盡量選擇消耗能量值最小的路徑轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，并且能夠避免低能量節(jié)點(diǎn)。最后，采用了OMNET++仿真平臺(tái)，將基于分簇的節(jié)能路由算法CESR與CMMBCR算法進(jìn)行了性能仿真對(duì)比。仿真結(jié)果證明，算法CESR存儲(chǔ)開銷和控制消息相對(duì)少得多，特別在大中型傳感器網(wǎng)絡(luò)中，該算法在節(jié)能方面有明顯優(yōu)勢(shì)。 同時(shí)，在對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)有火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種新型的火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)中所有的節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)大的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控區(qū)