無線傳感器網(wǎng)絡分簇路由系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著無線通信技術、低功耗的傳感器節(jié)點等技術地不斷發(fā)展和進步，無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)技術也得到了快速的發(fā)展。由于不需要布設固定的通信基礎設施，WSN已經(jīng)在人類生活的諸多方面，如工業(yè)自動化、軍事、環(huán)境監(jiān)測等領域得到了廣泛地應用。
　　雖然傳感器節(jié)點具備自組織的無線通信能力及信息感知能力，但傳感器節(jié)點儲存能量少，存儲空間小且信息處理能力有限，而且節(jié)點往往以隨機撒播等方式自由地分布在監(jiān)測區(qū)域，更換節(jié)點電池難度較大，傳統(tǒng)的Ad-Hoc網(wǎng)絡

2、路由技術并不直接適用于無線傳感器網(wǎng)絡。因此對資源受限的無線傳感器網(wǎng)絡來說，如何建立合適的路由完成節(jié)點感知信息的傳輸，最大可能地延長無線傳感器網(wǎng)絡的生命周期無疑成為無線傳感器網(wǎng)絡問題研究的重中之重。
　　對于無線傳感器網(wǎng)絡來說，分簇路由具有高效節(jié)能、可擴展性好等方面的優(yōu)勢。因此有利于實現(xiàn)對傳感器網(wǎng)絡的協(xié)同分布式管理，實現(xiàn)網(wǎng)絡內(nèi)節(jié)點能量均勻地消耗，提高能量的利用率，達到延長網(wǎng)絡生命周期的目的。因此，論文將重點研究無線傳感器網(wǎng)絡中能量有

3、效的分簇路由技術，并在不可靠的無線通信網(wǎng)絡環(huán)境下對其進行合理設計。主要工作如下:
　　(1)針對LEACH協(xié)議選擇簇頭時，靠近基站節(jié)點容易出現(xiàn)的能量空洞問題，論文提出一種基于閾值區(qū)域劃分的無線傳感器網(wǎng)絡分簇算法。該算法采用了基于層次路由的混合算法，根據(jù)指定的邊界閾值將網(wǎng)絡分布區(qū)域劃分為兩個部分:內(nèi)區(qū)和外區(qū)。相比于外區(qū)，協(xié)議在內(nèi)區(qū)使用更大的簇頭生成密度參數(shù)，最后給出論文提出的協(xié)議與LEACH路由協(xié)議的仿真實驗結果比較。結果表明，考慮

4、到第一個退出網(wǎng)絡節(jié)點的輪數(shù)作為評價指標，論文提出的協(xié)議能夠有效地延長無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的生命周期。
　　(2)考慮到無線通信鏈路上可能隨機出現(xiàn)的分組丟失等事件，數(shù)據(jù)的丟失會降低數(shù)據(jù)聚集的精度，因此重傳又會加大能量的損耗。為了在無線傳感器網(wǎng)絡的生存周期內(nèi)盡可能地減少數(shù)據(jù)的損失比率，論文提出了一種基于鏈路可靠性的無線傳感器網(wǎng)絡自適應簇頭選舉協(xié)議。節(jié)點從鄰居節(jié)點中挑選簇頭節(jié)點時，綜合利用鄰居簇頭節(jié)點的鏈路可靠性和能量因素進行推理，自適應