基于能量和均衡分簇的WSN自適應(yīng)路由協(xié)議研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量資源受限的傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線方式自組織構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。它能夠應(yīng)用在惡劣甚至人們無(wú)法靠近的危險(xiǎn)環(huán)境中，如防恐、野生環(huán)境監(jiān)測(cè)、軍事偵察、地震探測(cè)、礦井安全監(jiān)測(cè)等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。
　　 近年來(lái)，基于MEMS的傳感器技術(shù)、低能量模擬/數(shù)字電子器件和低能量RadioFrequency設(shè)計(jì)的發(fā)展使得相對(duì)便宜和低能量的無(wú)線傳感器的發(fā)展成為現(xiàn)實(shí)。隨著傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件性能不斷增強(qiáng)，節(jié)

2、點(diǎn)的計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力、通信能力和電池供電能力等都得到了很大的提高。但是，網(wǎng)絡(luò)通常部署在惡劣甚至危險(xiǎn)的環(huán)境中，且節(jié)點(diǎn)數(shù)量巨大，節(jié)點(diǎn)電池模塊的更換幾乎不太可能。如何在節(jié)點(diǎn)各方面資源受限的情況下，減少網(wǎng)絡(luò)能耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的壽命，對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的使用者具有巨大的實(shí)際意義。
　　 網(wǎng)絡(luò)層的路由協(xié)議是影響網(wǎng)絡(luò)生存周期的關(guān)鍵問(wèn)題，本文在對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議相關(guān)工作進(jìn)行總結(jié)和分析的基礎(chǔ)上，著重對(duì)分簇路由協(xié)議進(jìn)行了深入地研究。主要研究工作包含

3、以下幾個(gè)方面:
　　 (1)對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的相關(guān)研究成果進(jìn)行了綜述，按照網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類對(duì)現(xiàn)有路由協(xié)議進(jìn)行了綜合分析，歸納出各協(xié)議的原理及優(yōu)缺點(diǎn)，指出了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的發(fā)展趨勢(shì)。
　　 (2)針對(duì)LEACH協(xié)議在選舉簇頭時(shí)未合理考慮節(jié)點(diǎn)剩余能量可能導(dǎo)致低能量節(jié)點(diǎn)成為簇頭而過(guò)早死亡以及未合理考慮簇成員數(shù)量可能導(dǎo)致簇大小不均衡的問(wèn)題，提出了基于能量和均衡分簇的單跳WSN自適應(yīng)路由協(xié)議。該方法的簇頭選舉考慮

4、了節(jié)點(diǎn)剩余能量因素，盡量避免低能量節(jié)點(diǎn)被選舉為簇頭而過(guò)早死亡導(dǎo)致簇內(nèi)的數(shù)據(jù)無(wú)法到達(dá)基站，可推遲網(wǎng)絡(luò)首個(gè)節(jié)點(diǎn)的死亡時(shí)間并提高數(shù)據(jù)包發(fā)送成功率;同時(shí)采用了均衡化思想自適應(yīng)形成簇成員，避免成簇過(guò)大或者過(guò)小導(dǎo)致能耗不均和能耗過(guò)多，該方法可均衡并減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能量消耗。
　　 (3)針對(duì)目前無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于分簇的單跳路由協(xié)議在數(shù)據(jù)傳輸階段過(guò)多地消耗簇頭節(jié)點(diǎn)的能量以及無(wú)法適用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題，提出了基于能量和均衡分簇的多跳WSN自適應(yīng)路