基于地理位置信息的集群結(jié)構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)集成了傳感器、嵌入式計(jì)算、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和無線通信等技術(shù),被認(rèn)為是對(duì)21世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量非常有限,因此如何有效利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有限的能量資源、設(shè)計(jì)能量高效的路由協(xié)議來平衡能量負(fù)載及延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間十分必要。
　　 對(duì)于應(yīng)用于農(nóng)田土壤監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之類的大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò),集群結(jié)構(gòu)類的路由協(xié)議更能節(jié)省無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量損耗。在集群結(jié)構(gòu)協(xié)議中,簇的生成及把特定工作分配到簇首

2、,極大地提高了整個(gè)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)壽命。
　　 本文對(duì)當(dāng)前常用的集群結(jié)構(gòu)路由算法進(jìn)行歸納,整理這些算法的優(yōu)缺點(diǎn)；對(duì)路由算法的應(yīng)用主體--農(nóng)田土壤監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的各個(gè)組成部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)；并針對(duì)該監(jiān)控系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)需有地理位置相關(guān)性及節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多的特點(diǎn),提出將基于地理位置信息的路由算法及集群結(jié)構(gòu)的路由算法進(jìn)行結(jié)合,利用地理位置信息進(jìn)行成簇及簇首選擇的思想。本文還設(shè)計(jì)了兩種基于節(jié)點(diǎn)地理位置信息的集群結(jié)構(gòu)路由算法--GBHP及GB

3、HP-B。GBHP算法首先利用節(jié)點(diǎn)的地理位置信息一次性分布式成簇,然后根據(jù)分布式區(qū)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)的剩余能量及地理位置進(jìn)行簇首選擇,由簇首負(fù)責(zé)收集本簇內(nèi)的傳感信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,此外還設(shè)立了次簇首負(fù)責(zé)簇間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā),把數(shù)據(jù)發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn)(Sink)。GBHP-B算法針對(duì)多跳路由中出現(xiàn)的“熱區(qū)”問題提出與GBHP算法不同的分簇方式,使簇間能量損耗更均衡。理論分析及NS2仿真結(jié)果表明這兩種算法能有效地節(jié)約節(jié)點(diǎn)能量、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命,并減小了通信時(shí)延,具