無線傳感器網(wǎng)絡(luò)LEACH路由協(xié)議的改進(jìn)與仿真.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種新興的信息獲取系統(tǒng)，在探測(cè)、工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面，都具有非常廣闊的應(yīng)用前景。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)具有體積小、成本低，而且具有簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)能力，除此之外，某些節(jié)點(diǎn)還具有定位系統(tǒng)移動(dòng)單元等。WSN節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和能量供應(yīng)模塊四部分構(gòu)成，該網(wǎng)絡(luò)以數(shù)據(jù)為中心，而且由于其中節(jié)點(diǎn)移動(dòng)而導(dǎo)致拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化比較快，造成了路由的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。
　　 本文介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的

2、路由協(xié)議種類、特點(diǎn)以及算法分析。并結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一些關(guān)鍵技術(shù)，如網(wǎng)絡(luò)的拓樸控制，協(xié)議、數(shù)據(jù)融合、節(jié)點(diǎn)定位等，對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的物理層、網(wǎng)絡(luò)層傳輸層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層以及三個(gè)管理平面(能量管理平面、移動(dòng)性管理平面和任務(wù)管理平面)進(jìn)行了闡述。根據(jù)路由發(fā)現(xiàn)策略的角度不同，將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議分為主動(dòng)路由和被動(dòng)路由兩種類型；可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理的邏輯結(jié)構(gòu)不同，將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議分為平面路由和分層結(jié)構(gòu)路由兩類。按照該網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)提出了具

3、體的設(shè)計(jì)要求，對(duì)平面、層次、基于地理位置以及能量感知的集中典型路由進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，針對(duì)各個(gè)路由的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了綜合比較。
　　 文中針對(duì)LEACH存在的不足，提出了LEACH-M協(xié)議，其具體方案如下：
　　 1.改進(jìn)節(jié)點(diǎn)的安全驗(yàn)證機(jī)制。采用RSSI信息和實(shí)際坐標(biāo)信息進(jìn)行比較的方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了驗(yàn)證，用以確保網(wǎng)絡(luò)的安全性。
　　 2.按照能量層次模型進(jìn)行分析，該模型按照節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)和剩余能量的綜合情況將節(jié)點(diǎn)分為

4、三層，由上到下依次記為：F1、F2、F3。每層設(shè)定能量門限值，用以控制節(jié)點(diǎn)的進(jìn)入和退出。
　　 3.在能量層次模型下，對(duì)網(wǎng)絡(luò)簇的形成以及簇首選取算法進(jìn)行改進(jìn)。統(tǒng)計(jì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)目，根據(jù)鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分簇，按照最優(yōu)簇首個(gè)數(shù)，選取簇首。
　　 4.簇首之間的路由改進(jìn)。這個(gè)改進(jìn)主要是針對(duì)距離基站較遠(yuǎn)的簇首節(jié)點(diǎn)，選擇在基站方向上的簇首作為下一跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由建立。
　　 以上方案在NS-2仿真平臺(tái)上從節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，節(jié)點(diǎn)能耗以