面向農(nóng)業(yè)監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法研究與監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、農(nóng)業(yè)是支撐國民經(jīng)濟建設(shè)與發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。如何利用有限的農(nóng)業(yè)資源,借助先進的科學技術(shù)手段來提高生產(chǎn)效率、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究重點及熱點。
　　近年來,隨著傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,作為一種信息獲取和處理的新模式,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已成為備受國內(nèi)外關(guān)注的新興前沿研究領(lǐng)域。在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中應(yīng)用無線傳感器技術(shù)可以有效地降低生產(chǎn)成本、提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量、保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和改善生態(tài)環(huán)境。
　　與傳統(tǒng)

2、網(wǎng)絡(luò)相比,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點通常使用能量有限的蓄電池供電,容易因能量耗盡而失效,如何在有限的資源環(huán)境下獲取盡可能多的有效的感知對象的特性信息并傳輸給用戶是目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究重點及熱點。
　　圍繞上述問題,本文以農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測為應(yīng)用背景,重點研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。首先,介紹了傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、應(yīng)用領(lǐng)域和關(guān)鍵技術(shù),分析了現(xiàn)有路由協(xié)議的設(shè)計思路,對經(jīng)典的路由協(xié)議進行了分析和比較,重點對LEACH協(xié)議進行了深入研究和分析;

3、其次,針對LEACH協(xié)議中分簇不合理、簇首分布不均勻、單跳通信導致能耗不均勻等問題,提出了一個基于調(diào)度和位置信息的多跳分簇路由協(xié)議,從節(jié)點的角色角度出發(fā),將所有節(jié)點分為簇首節(jié)點、成員節(jié)點和調(diào)度節(jié)點三種類型。在簇運行階段,調(diào)度節(jié)點對每簇中的簇首節(jié)點和成員節(jié)點的能量進行實時監(jiān)測;在簇首更換階段,由調(diào)度節(jié)點根據(jù)監(jiān)測的結(jié)果指定相應(yīng)的節(jié)點成為簇首,這樣一方面由于不采用競爭的方式,能夠避免簇首更換時由于節(jié)點參與競爭而引起的能量消耗;另一方面,由于調(diào)