基于能量控制的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分層路由技術(shù)研究.pdf

1、隨著通信技術(shù)、嵌入式技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)逐漸引起了人們的極大關(guān)注。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中各傳感器節(jié)點(diǎn)間通過(guò)單跳或者多跳轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要具備路由器的功能，除了執(zhí)行自己的應(yīng)用任務(wù)（如感知和傳輸數(shù)據(jù)），還要參與路由的發(fā)現(xiàn)、維護(hù)以及網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。因此，路由技術(shù)是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)本身能源受限的特點(diǎn)，路由設(shè)計(jì)的重點(diǎn)目標(biāo)就集中在怎樣均衡節(jié)點(diǎn)能耗、降低節(jié)點(diǎn)能耗以及提高網(wǎng)絡(luò)的整

2、體生命周期上。
　　相比平面路由，層次路由算法更有優(yōu)勢(shì)。本文首先對(duì)LEACH和LEACH-C算法進(jìn)行了仿真研究。其中，LEACH-C是一種集中式的分簇路由算法，在基站處可以對(duì)全網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的地理位置和能量進(jìn)行監(jiān)控，而LEACH是一種分布式的分簇路由算法，無(wú)法通過(guò)基站對(duì)全網(wǎng)信息進(jìn)行監(jiān)控。仿真結(jié)果表明，LEACH-C比LEACH更有效。
　　由于常見的層次路由算法都是基于LEACH算法中簇首的產(chǎn)生和分簇的形成，很少有針對(duì)LEACH

3、-C中數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程節(jié)點(diǎn)能量的控制操作，本文在LEACH-C分簇算法的基礎(chǔ)上，加入了對(duì)節(jié)點(diǎn)能量的監(jiān)控，并通過(guò)選擇臨時(shí)簇首節(jié)點(diǎn)以及在分簇內(nèi)尋找中間轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)來(lái)均衡傳感器網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的能耗和負(fù)擔(dān)，即分簇內(nèi)成員節(jié)點(diǎn)與簇首節(jié)點(diǎn)之間的通信采用多跳的通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，以達(dá)到提高網(wǎng)絡(luò)生命周期的目的。本文詳細(xì)描述了算法，并給出了相應(yīng)的算法流程圖，同時(shí)還對(duì)算法進(jìn)行了多種情況下的仿真實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析。結(jié)果表明，通過(guò)對(duì)節(jié)點(diǎn)能量進(jìn)行控制，網(wǎng)絡(luò)的生存周期得到了延長(zhǎng)。

4、r>　　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)最大的特點(diǎn)之一是以數(shù)據(jù)為中心。LEACH-C算法中，傳感器節(jié)點(diǎn)是按固定的時(shí)間周期向基站發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)。這種采集方式在需要連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)的環(huán)境比如環(huán)境檢測(cè)中比較適用，但在某些情況下只需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域進(jìn)行少量單次的數(shù)據(jù)查詢。由于LEACH-C算法是屬于集中式的算法，可以利用基站處的網(wǎng)絡(luò)的全局信息對(duì)查詢請(qǐng)求命令快速響應(yīng)。本文在LEACH-C算法形成的分簇結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，提出了相應(yīng)的基于分簇結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)查詢方案，并將此方案