無線傳感器網(wǎng)絡中分層簇類數(shù)據(jù)融合算法的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡作為傳感器技術、微電子技術和無線通信技術相結合的產(chǎn)物，成為計算機科學領域一個活躍的研究分支，在軍事和民用中得到廣泛的應用。無線傳感器網(wǎng)絡由大量低成本、低能耗、體積小且具有一定計算能力和組網(wǎng)能力的傳感器節(jié)點組成。傳感器節(jié)點一般依靠電池供電，其能量有限并且由于工作環(huán)境等因素的限制難以更換，因此，如何高效節(jié)約能量最大化網(wǎng)絡生命周期是無線傳感器網(wǎng)絡設計的重要問題。 目前的分簇算法大都基于分層網(wǎng)絡模型，在某一層單獨設計節(jié)能算

2、法，忽略了不同層之間的協(xié)同工作的重要性，導致其分簇算法執(zhí)行效率低下和資源浪費嚴重。傳感器節(jié)點在能量、計算能力上有限，因此冗余數(shù)據(jù)的傳送在一定程度將消耗過多的能量，而數(shù)據(jù)融合技術能夠減少數(shù)據(jù)冗余，降低傳輸次數(shù)，從而減輕網(wǎng)絡帶寬的負擔及成千上萬的數(shù)據(jù)包處理所帶來的能量損耗。 本文研究分層路由及數(shù)據(jù)融合技術。首先提出了一種基于通信范圍約束的多層簇類算法，該算法基于單層次的數(shù)據(jù)融合結構，給出了多層次的數(shù)據(jù)融合，然后根據(jù)不同通信范圍對每一

3、層簇頭選擇父節(jié)點，減少數(shù)據(jù)包傳輸次數(shù)。在仿真平臺OMNET++上進行仿真實驗，將提出的分層節(jié)能算法與EEUC算法進行了性能比較，仿真結果表明，該協(xié)議能顯著減少整個無線網(wǎng)絡能量消耗，保證能量消耗少、網(wǎng)絡拓撲結構可變的條件下，具有較好的實用性和魯棒性。 其次，提出了一種基于能量的分層融合樹的構建算法。該算法采用多跳路由，選取源節(jié)點到目標節(jié)點間共享路徑最長的最短路徑，使得每個節(jié)點都可以節(jié)約能量。與傳統(tǒng)LEACH路由方式的性能進行了比較