無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中LEACH協(xié)議的研究與改進(jìn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由具有感知和通信功能的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的自組網(wǎng)絡(luò)，是傳感技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。由于傳感器節(jié)點(diǎn)能量供應(yīng)的特點(diǎn)，節(jié)能技術(shù)一直是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的關(guān)鍵技術(shù)。節(jié)能的主要途徑有改善硬件設(shè)計(jì)和對軟件進(jìn)行優(yōu)化，其中網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議是軟件優(yōu)化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前國內(nèi)外的研究者對網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議做了深入細(xì)致的研究，提出了不少優(yōu)化算法。但大多數(shù)的優(yōu)化算法中將節(jié)能的重點(diǎn)放在數(shù)據(jù)傳輸階段，對簇頭形成過程中報(bào)文交換帶來的能量消耗

2、研究較少；在數(shù)據(jù)傳輸階段，有部分學(xué)者提出了基于蟻群的多跳傳輸，但鮮有同時(shí)引入能量預(yù)測方法的研究。本文提出的算法將主要從簇頭選舉和簇頭數(shù)據(jù)傳輸兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。
　　 本文簡要介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議；選擇了典型的分簇路由協(xié)議LEACH作為研究對象，論述了其原理、特點(diǎn)和不足，特別是分析了其簇形成過程中的能量消耗。根據(jù)LEACH協(xié)議能量消耗的特點(diǎn)，提出了一種改進(jìn)的路由協(xié)議。主要內(nèi)容為：
　　 首先，改進(jìn)的路由協(xié)議修改了

3、簇頭產(chǎn)生的閾值的計(jì)算方法，讓能量多、距離Sink近的節(jié)點(diǎn)當(dāng)選為簇頭的概率增大；并引入了能量和距離加權(quán)因子，調(diào)整能量和距離在閾值計(jì)算中的比重。
　　 然后，修改了簇頭生成機(jī)制，采用全網(wǎng)選舉簇頭和簇內(nèi)選舉簇頭相結(jié)合的方式，減少了簇頭選舉的次數(shù)，降低了簇頭選舉過程中的能量消耗。簇頭數(shù)據(jù)傳輸采用了多跳通信的方式，簇頭根據(jù)蟻群算法原理尋找下一跳節(jié)點(diǎn)，并引入了能量預(yù)測機(jī)制，避免了優(yōu)化路徑過于集中，避免簇頭節(jié)點(diǎn)因過多轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)而消耗能量。