節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由策略設(shè)計(jì)研究.pdf

1、將新興的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)可以有效解決農(nóng)作物需水信息傳輸實(shí)施過程中的工藝問題，推動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)的發(fā)展，而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由策略是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)，是網(wǎng)絡(luò)能夠穩(wěn)定工作的必要條件。
　　 本文的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)一個(gè)適用于節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由策略。由于傳感器節(jié)點(diǎn)能量有限，因此路由策略設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)是平衡節(jié)點(diǎn)能耗，有效節(jié)約能量。
　　 為了設(shè)計(jì)適用于農(nóng)田灌區(qū)的網(wǎng)絡(luò)路由策略，首先給出了一個(gè)無線

2、傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)針對(duì)灌區(qū)土壤濕度變化平穩(wěn)的特點(diǎn)，將整個(gè)灌區(qū)劃分為多個(gè)基本灌溉區(qū)，由部署在基本灌溉區(qū)中的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)中的簇，一個(gè)基本灌溉區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)簇。隨后在該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上研究了一種基于能耗預(yù)估的節(jié)點(diǎn)部署密度控制算法，該算法以能耗平衡為目標(biāo)，計(jì)劃部署節(jié)點(diǎn)，增加關(guān)鍵區(qū)域的節(jié)點(diǎn)密度。最后在分析一般無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議要求的基礎(chǔ)上，提出了一種分區(qū)路由策略。
　　 從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上看，該分區(qū)路由策略是一種層次路由協(xié)議。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)

3、被劃分成不同的族，簇由簇頭節(jié)點(diǎn)和若干成員節(jié)點(diǎn)組成。成員節(jié)點(diǎn)只執(zhí)行數(shù)據(jù)采集和向族頭節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)的任務(wù)，而族頭節(jié)點(diǎn)則不僅承擔(dān)數(shù)據(jù)采集的任務(wù)，還要接受族內(nèi)成員節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，再把處理后的數(shù)據(jù)向sink節(jié)點(diǎn)傳送。整個(gè)路由過程分為網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備階段和數(shù)據(jù)傳輸階段。在準(zhǔn)備階段網(wǎng)絡(luò)初始化形成，并確定各簇第一任簇頭；在數(shù)據(jù)傳輸階段實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)從成員節(jié)點(diǎn)到簇頭的傳輸和數(shù)據(jù)從簇頭到sink節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)程傳輸以及簇頭的輪轉(zhuǎn)。仿真結(jié)果表明，該路由策略能有效