具有能量補(bǔ)給的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由算法研究.pdf

1、隨著環(huán)境采能技術(shù)的日趨成熟，許多研究學(xué)者開(kāi)始致力于探索環(huán)境采能技術(shù)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)中的應(yīng)用。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)工作環(huán)境中存在多種形式的能量，將環(huán)境能量采集并加以利用，可以改善無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)電池受限的技術(shù)缺憾。太陽(yáng)光照和機(jī)械振動(dòng)是WSN一般應(yīng)用環(huán)境中普遍存在的，對(duì)于具有環(huán)境采能的WSN，結(jié)合這兩種能量補(bǔ)給的特點(diǎn)來(lái)研究有能量采集感知的WSN分簇路由問(wèn)題，將會(huì)取得更高的能效和收益。
　　 本論文分析了太陽(yáng)能、振動(dòng)能補(bǔ)給的特點(diǎn)，設(shè)

2、計(jì)了相應(yīng)的能量補(bǔ)給模型，并且在各自的能量補(bǔ)給模型下，分別設(shè)計(jì)相適應(yīng)的WSN分簇路由關(guān)鍵技術(shù)，包括：簇首選擇機(jī)制、分簇機(jī)制、簇問(wèn)路由機(jī)制。
　　 太陽(yáng)能補(bǔ)給情況下，設(shè)計(jì)梯形能量補(bǔ)給模型，將網(wǎng)絡(luò)劃分為三個(gè)時(shí)期：耗能期、儲(chǔ)能期和穩(wěn)定期，各個(gè)時(shí)期采用不同的工作模式。無(wú)能量補(bǔ)給或能量補(bǔ)給較小時(shí)為耗能期，此時(shí)盡可能減小網(wǎng)絡(luò)能耗；能量補(bǔ)給較大但全網(wǎng)能量水平不高時(shí)，需為網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)能量，為儲(chǔ)能期，同樣采用節(jié)能的工作模式；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中能量補(bǔ)給充足，全網(wǎng)能

3、量水平較高時(shí)，擴(kuò)大節(jié)點(diǎn)通信半徑，減小簇?cái)?shù)目，使儲(chǔ)能與耗能維持穩(wěn)定，充分利用補(bǔ)給的能量，進(jìn)入穩(wěn)定期。
　　 振動(dòng)能補(bǔ)給情況下，設(shè)計(jì)能量補(bǔ)給為正態(tài)分布的補(bǔ)給規(guī)律。采用區(qū)域劃分方法，將網(wǎng)絡(luò)按距基站遠(yuǎn)近分為不同層次區(qū)域，不同區(qū)域采用不同通信半徑，從而平衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量分布；簇首選擇根據(jù)區(qū)域劃分時(shí)計(jì)算的通信半徑值來(lái)計(jì)算，同時(shí)考慮節(jié)點(diǎn)能量補(bǔ)給與剩余能量因素，使能量得到補(bǔ)給且剩余能量充足的節(jié)點(diǎn)被選為簇首的概率大，使越靠近基站的簇半徑越小，從