基于動(dòng)態(tài)分簇的低能耗WSN路由協(xié)議的研究.pdf

1、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)通常由大量的無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，這些節(jié)點(diǎn)可以監(jiān)測(cè)并采集周?chē)沫h(huán)境數(shù)據(jù)。節(jié)點(diǎn)通常部署在如戰(zhàn)場(chǎng)、火山、南北極冰川、橋梁等偏遠(yuǎn)且不宜觸及的自然區(qū)域中，輔助人們對(duì)特定區(qū)域的敏感信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)。然而無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)由電池供電，能源為一次性部署且不可再充，因此節(jié)能是設(shè)計(jì)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要考慮的首要問(wèn)題。而在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能耗中，大部分能量消耗在數(shù)據(jù)的傳輸環(huán)節(jié)。因此，研究高效節(jié)能的路由協(xié)議可以有效緩解無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)能源有限的問(wèn)題。<

2、br>　　除了能源問(wèn)題，由于傳感器節(jié)點(diǎn)受限于成本且體積有限，節(jié)點(diǎn)只有有限的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理能力。因此，在節(jié)能的同時(shí)還要求路由算法有較低的時(shí)間和空間復(fù)雜度，而現(xiàn)有算法往往側(cè)重于節(jié)能，忽略了算法復(fù)雜度問(wèn)題。本學(xué)位論文利用節(jié)點(diǎn)間嚴(yán)格的時(shí)鐘同步機(jī)制，設(shè)計(jì)了基于節(jié)點(diǎn)剩余能量的時(shí)間退避和動(dòng)態(tài)選擇簇首機(jī)制，使得算法同時(shí)具有節(jié)能和低算法復(fù)雜度的特點(diǎn)。
　　首先，在簇首選取階段，設(shè)計(jì)了基于節(jié)點(diǎn)剩余能量的時(shí)間退避機(jī)制，使高能量的節(jié)點(diǎn)具有較短的退避時(shí)間，

3、從而在簇首選取階段更容易勝出，并通過(guò)控制簇首廣播半徑的方式控制網(wǎng)絡(luò)中簇首的數(shù)量。
　　其次，在成簇階段，所有非簇首節(jié)點(diǎn)通過(guò)考慮自己與簇首的距離以及簇首與基站的距離來(lái)選擇簇首，在盡量保存自身能量的前提下，通過(guò)選擇不同的簇首，保存簇首的能量，實(shí)現(xiàn)全局能耗均衡，進(jìn)而延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間。
　　仿真實(shí)驗(yàn)分別對(duì)簇首分布、簇首數(shù)量穩(wěn)定性、成簇情況和網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間等指標(biāo)做了評(píng)估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與LEACH和HEED協(xié)議比較，本學(xué)位論文提出的算法