面向環(huán)境監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計研究.pdf

1、隨著傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)和無線通信等技術(shù)的進步，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireless sensor networks)得以迅猛發(fā)展，并已成為計算機學(xué)科的一個新領(lǐng)域，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。它是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，大量廉價微型的傳感器節(jié)點，以無線通信方式形成的一個自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作的感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。環(huán)境監(jiān)測是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域。 本文以面向環(huán)境監(jiān)

2、測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為背景，針對環(huán)境監(jiān)測中兩種可能的應(yīng)用情況：持續(xù)反饋式和查詢/回復(fù)式分別進行通信協(xié)議的設(shè)計。由于環(huán)境監(jiān)測往往是對大面積區(qū)域進行的，需要大量的傳感器節(jié)點，所以在設(shè)計路由協(xié)議的過程中，我們采用聚簇的方式。通過對已有路由協(xié)議的研究發(fā)現(xiàn)，LEACH協(xié)議較適合于持續(xù)反饋式應(yīng)用，但對于大范圍的應(yīng)用環(huán)境來說卻存在三點不足，我們對其進行改進，使之更適合于大范圍的持續(xù)反饋式環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用，經(jīng)過分析驗證，改進后的協(xié)議較原有的LEACH協(xié)議有效

3、地延長了網(wǎng)絡(luò)生存期；對于查詢/回復(fù)式監(jiān)測，我們對PFGASIS協(xié)議所提出的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)進行改進，用若干鏈?zhǔn)酱亟Y(jié)構(gòu)來替代整個網(wǎng)絡(luò)的長鏈結(jié)構(gòu)，為了達到更好的查詢性能，引入P2P中Chord協(xié)議的查詢思想，提出了BQRP (Based Query Routing Protocol)，經(jīng)過分析，BQRP較適合于大范圍的環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用，且數(shù)據(jù)查詢需要的時間僅為0(MlogN)。 在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，介質(zhì)訪問控制(MAC)協(xié)議決定了無線信道的使用