無線傳感網(wǎng)中層次型節(jié)能路由算法研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)、低功耗傳感器技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的快速發(fā)展，無線傳感網(wǎng)成為一種全方位采集感應(yīng)信息和處理數(shù)據(jù)的技術(shù)，它正在影響和改變我們的生活。在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)部署大量微型廉價(jià)的傳感器節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)通過無線通信的方式構(gòu)建一個(gè)自組織的無線傳感網(wǎng)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的相互通信。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景中傳感器節(jié)點(diǎn)的電池更換非常困難，因此均衡節(jié)點(diǎn)能量消耗，延長整個(gè)網(wǎng)絡(luò)壽命，使其長時(shí)間穩(wěn)定的工作是設(shè)計(jì)無線傳感網(wǎng)節(jié)能路由算法的關(guān)鍵點(diǎn)。
　　

2、在傳統(tǒng)靜態(tài)無線傳感網(wǎng)中，所有節(jié)點(diǎn)一旦被部署完成后就不能改變位置。節(jié)點(diǎn)一般會(huì)采取以單跳或者多跳的傳輸方式將數(shù)據(jù)信息傳輸至匯聚節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)中與匯聚節(jié)點(diǎn)之間距離較近的節(jié)點(diǎn)還負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)其他節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的任務(wù)并造成通信負(fù)擔(dān)過重，進(jìn)而引起這部分節(jié)點(diǎn)過早的耗盡自身能量而死亡，這就是傳感器網(wǎng)絡(luò)中的“能量空洞”問題或“熱節(jié)點(diǎn)”現(xiàn)象。研究人員通過引入移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)的策略來均衡匯聚節(jié)點(diǎn)周圍節(jié)點(diǎn)的能耗，以此來提升整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能。本文針對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的層次型節(jié)能路由算法展

3、開研究，均衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能耗，延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期，主要工作包括:
　　1)介紹了無線傳感網(wǎng)基本概念，并對(duì)其特點(diǎn)及關(guān)鍵的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了分析。研究無線傳感網(wǎng)中經(jīng)典的非均勻分簇EEUC(Energy-Efficient Uneven Clustering)路由算法，并分析其優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)。然后，針對(duì)EEUC算法中簇頭選舉機(jī)制沒有考慮節(jié)點(diǎn)的剩余能量因素以及數(shù)據(jù)傳輸階段沒有考慮節(jié)點(diǎn)能量開銷的問題，提出改進(jìn)的算法并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)的對(duì)比分析。<

4、br>　　2)為了均衡匯聚節(jié)點(diǎn)周圍節(jié)點(diǎn)的能量消耗和通信負(fù)載，我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中引入單個(gè)移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)的策略。提出了一種基于粒子群算法的層次型節(jié)能路由算法，在算法中采用粒子群算法劃分區(qū)域并提出優(yōu)化選取簇頭策略以及合理規(guī)劃匯聚節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)路徑。仿真實(shí)驗(yàn)表明我們提出的算法可以進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)的整體性能。
　　3)隨著一些應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)通常需要花費(fèi)較長的時(shí)間才可以完成一次完整的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集的任務(wù)，可能會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)中較高的數(shù)據(jù)延遲。