基于最小跳數(shù)的無線傳感網(wǎng)絡分簇路由算法.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sensor Network，WSN）是以微機電系統(tǒng)結(jié)合嵌入式技術(shù)，由大量多功能傳感器節(jié)點以自組織形式構(gòu)成的監(jiān)測網(wǎng)絡。目前，不僅僅在軍事和科學研究中其價值得到體現(xiàn)，其應用方向更是觸碰到了生活的方方面面。無線傳感器節(jié)點具有成本低廉、功能多樣、部署簡單等優(yōu)點，但是它在實際的應用中也體現(xiàn)著一些問題:首先，傳感器節(jié)點依靠電池供電且不能通過人工維護更換電池，那么能量耗盡就意味著傳感器節(jié)點的死亡，能量問題成為傳感網(wǎng)

2、絡中最敏感的話題;第二，傳感器節(jié)點一般部署于偏遠或環(huán)境條件惡劣的地區(qū)，復雜的環(huán)境條件要求網(wǎng)絡應具有優(yōu)良的拓撲結(jié)構(gòu)，以簡單化對網(wǎng)絡的管理;第三，傳感節(jié)點對監(jiān)測區(qū)域的采樣中存在大量冗余，冗余數(shù)據(jù)的傳輸不僅消耗網(wǎng)絡帶寬而且浪費節(jié)點能量，所以，應引入數(shù)據(jù)融合或其他相關(guān)策略以提高網(wǎng)絡的性能。為了解決上述問題，設計高效的路由策略以及優(yōu)化網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)日益成為國內(nèi)外研究的重點課題。
　　本文針對路由算法和網(wǎng)絡拓撲進行研究，主要貢獻有以下兩點:

3、r>　　首先，針對傳輸鏈路不穩(wěn)定和延遲問題，通過改進MHR提出了基于剩余能量和擁塞控制的路由算法CEMHR。對于延遲問題，在傳輸數(shù)據(jù)尋找轉(zhuǎn)發(fā)路徑上，綜合能量和擁塞程度兩個因素作為標準;對于鏈路不穩(wěn)定可能造成的傳輸失敗問題，該算法引入了多節(jié)點備份的思想，以有限狀態(tài)機的模式保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。仿真實驗表明，CEMHR算法能夠有效的提高網(wǎng)絡傳輸效率，均衡的利用網(wǎng)內(nèi)節(jié)點能量，在不同的網(wǎng)絡環(huán)境下均能有效的降低傳輸延遲，提高了網(wǎng)絡的生命周期。

4、>　　其次，本文分析了經(jīng)典分簇路由算法HEED存在的不足，提出了基于WSN時空特性與模型優(yōu)化的分簇路由算法M-HEED(Model-HEED)。在數(shù)據(jù)采樣階段，以模型預測技術(shù)代替了傳統(tǒng)的傳感采樣，同時為了保證系統(tǒng)的準確性，考慮到了誤差范圍;在成簇階段，由原先的大量成員節(jié)點入簇改進為少量的超級節(jié)點入簇，很大程度上降低了控制消息的傳遞;簇間路由采用CEMHR算法以保證模型和數(shù)據(jù)的可靠傳輸;重新分簇機制不再采用周期性的選舉，而是根據(jù)實際應用的