無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中分簇路由研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)以其低廉的價(jià)格、便利的部署方式正得到越來(lái)越廣泛的使用。對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)各個(gè)方面的研究也成為目前學(xué)術(shù)界非?；钴S的課題，路由協(xié)議是傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。本文從分簇網(wǎng)絡(luò)的角度進(jìn)行探討，著重研究傳感器網(wǎng)絡(luò)中分簇路由算法及實(shí)現(xiàn)機(jī)制。 （1）本文根據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的特點(diǎn)，首先分析現(xiàn)有傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由算法，并對(duì)典型的路由算法進(jìn)行了比較。在此基礎(chǔ)上，從能量有效的角度，首先提出了一種能量均衡的異步自維護(hù)分簇路由算法，算法利用初

2、始簇的冗余特性、候選簇頭以及簇頭能量級(jí)變化，通過(guò)異步、局部重新分簇，克服了傳統(tǒng)分簇算法中節(jié)點(diǎn)同步和周期性全局重新分簇的缺點(diǎn)，從而有效節(jié)省節(jié)點(diǎn)能量延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期。實(shí)驗(yàn)表明，該算法具有收斂快、能量均衡、簇頭分布均勻和可擴(kuò)展等特點(diǎn)。 （2）從簇頭數(shù)據(jù)傳輸角度，提出一種用于簇頭數(shù)據(jù)多跳傳輸?shù)幕趨^(qū)域劃分能量均衡路由算法，該算法將圓形傳感器區(qū)域進(jìn)行劃分，獲得節(jié)點(diǎn)非均勻分布的效果，同時(shí)采用基站移動(dòng)機(jī)制，從而使得無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)能量均衡

3、并有效延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期。實(shí)驗(yàn)表明，該算法較一般多跳路由算法能在保證高數(shù)據(jù)送達(dá)率的前提下，有效延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期。 （3）本文的主要工作還包括搭建基于Micaz節(jié)點(diǎn)和TinyOS的傳感器網(wǎng)絡(luò)原型系統(tǒng)。原型系統(tǒng)包括四個(gè)部分：數(shù)據(jù)處理層、通用中間層、監(jiān)控管理層和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)處理層結(jié)合上述路由算法思想，用nesC語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了一個(gè)多跳分簇混合路由協(xié)議，通用中間層實(shí)現(xiàn)了傳感器網(wǎng)絡(luò)上層應(yīng)用系統(tǒng)和無(wú)線傳感器網(wǎng)關(guān)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，而監(jiān)控管理與后