無線傳感器網(wǎng)絡的分層鏈樹路由協(xié)議研究.pdf

1、隨著傳感器技術、嵌入式計算技術、微機電系統(tǒng)和無線通信技術的飛速發(fā)展和日益成熟，無線傳感器網(wǎng)絡(wireless sensor network，WSN)應運而生。在這種網(wǎng)絡中，由大量傳感器節(jié)點協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域的監(jiān)測信息，并通過多跳中繼方式傳送給會聚節(jié)點(Sink)。無線傳感器網(wǎng)絡是一種全新的信息獲取和處理技術，具有很多獨特的優(yōu)點，在許多軍用和民用領域都有非常廣泛的應用。
　　 數(shù)據(jù)收集是無線傳感器網(wǎng)絡最基本的應用

2、，是各種復雜應用的基礎。由于傳感器網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量龐大，單個節(jié)點的能源、計算能力和帶寬都非常有限，傳統(tǒng)的無線路由協(xié)議不適合無線傳感器網(wǎng)絡。因此，高效使用節(jié)點能量，延長網(wǎng)絡的生命周期成為無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議設計的首要目標。在目前的研究中，分簇算法被認為是進行高效的能量管理，提高網(wǎng)絡的可擴展性，并延長網(wǎng)絡生存期的最有效的途徑之一。
　　 論文首先對無線傳感器網(wǎng)絡進行了概述，介紹了傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展、現(xiàn)狀和體系結(jié)構(gòu)，并對其特點和應用進行了

3、分析和總結(jié)；接著闡述了無線傳感器路由協(xié)議的評價標準，對路由協(xié)議進行了分類，并分析比較了現(xiàn)有的幾種典型的無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議。
　　 然后在重點研究PEGASIS的基礎上，提出了一種改進的分層鏈樹路由協(xié)議(HCTRP)，并對其進行詳細的闡述。在分層鏈樹協(xié)議中，根據(jù)傳感器節(jié)點與Sink通信距離的遠近，通過建立信號強度等高線，把觀測區(qū)劃分為以Sink為圓心的環(huán)狀層次區(qū)域。然后在分層的基礎上，對傳感器節(jié)點進行標識分級，與Sink的通信

4、距離在同一級別的節(jié)點具有相同的ID號。算法的實現(xiàn)過程是：首先采用貪婪算法在距離Sink最近的區(qū)域中建立主鏈，然后從外圍節(jié)點到內(nèi)層節(jié)點逐漸建立若干條支鏈并連接到主鏈上，形成數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠邢蜴湗洹Ｗ詈笥芍麈溕系墓?jié)點輪流擔任根節(jié)點與Sink通信，數(shù)據(jù)從外至內(nèi)經(jīng)過多跳中繼和數(shù)據(jù)融合后傳送到Sink。
　　 最后，采用NS2網(wǎng)絡模擬工具對分層鏈樹算法進行了模擬，得出了在不同場景和參數(shù)下的網(wǎng)絡生存時間、節(jié)點平均時延等結(jié)果。通過和PEGASIS