面向鏈狀傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)部署和網(wǎng)絡(luò)路由方案研究.pdf

1、傳感器網(wǎng)絡(luò)多跳中繼通信的工作方式容易導(dǎo)致通信負(fù)荷集中在匯聚節(jié)點(diǎn)附近的傳感器節(jié)點(diǎn)中，導(dǎo)致這些節(jié)點(diǎn)能量消耗更快，形成通信熱點(diǎn)，這個(gè)問(wèn)題稱(chēng)為通信負(fù)載不平衡問(wèn)題。窄長(zhǎng)鏈狀傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種傳感器節(jié)點(diǎn)部署呈窄長(zhǎng)鏈狀形式的的傳感器網(wǎng)絡(luò)，由于其特殊的結(jié)構(gòu)，使其相對(duì)于常規(guī)的傳感器網(wǎng)絡(luò)更容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)集中在部分節(jié)點(diǎn)造成通信負(fù)載不均衡，也更容易由部分節(jié)點(diǎn)耗盡能量引發(fā)網(wǎng)絡(luò)中斷，使得兼顧能量效率的負(fù)載平衡問(wèn)題成為困擾窄長(zhǎng)鏈狀傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的核心難題。
　

2、　為了解決上述難題，本文以節(jié)點(diǎn)部署策略和配套路由算法為核心解決這個(gè)問(wèn)題：多個(gè)移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò)中間層被引入，按照規(guī)劃靜止和行駛。在窄長(zhǎng)鏈狀部署的傳感器節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，動(dòng)態(tài)分簇路由算法被提出，以實(shí)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)之間和移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)之間的通信負(fù)荷平衡，負(fù)載均衡并不以犧牲通信能量效率為代價(jià)，通信能量效率依然保持在較高的水平。傳感器網(wǎng)絡(luò)的分簇常常也會(huì)帶來(lái)客觀的成本，它包括簇首節(jié)點(diǎn)廣播自身位置，簇成員接收信息，判斷歸屬再反饋信息給簇首節(jié)

3、點(diǎn)。在本文提出的方案中，所有傳感器節(jié)點(diǎn)根據(jù)存儲(chǔ)在自身內(nèi)部的算法自動(dòng)組網(wǎng)，無(wú)需分簇信息的廣播，僅有極少的時(shí)間同步信息即可保證動(dòng)態(tài)分簇的實(shí)現(xiàn)。相對(duì)于動(dòng)態(tài)分簇，時(shí)間同步每隔很長(zhǎng)一段時(shí)間才需要，這大大降低了建簇能量成本，同時(shí)還提高了建簇速度。
　　為了驗(yàn)證該方案的有效性，本文從入侵監(jiān)測(cè)的環(huán)形柵欄覆蓋傳感器網(wǎng)絡(luò)、用于管道監(jiān)測(cè)的線型鏈狀傳感器網(wǎng)絡(luò)這兩種典型的窄長(zhǎng)鏈狀傳感器入手分析方案的效果，網(wǎng)絡(luò)能耗仿真結(jié)果證明，該方案實(shí)現(xiàn)了傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信能