井下狹長空間內(nèi)異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)SPIN路由算法的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)成本低、自組網(wǎng)和環(huán)境適應(yīng)性強等優(yōu)點使其擔(dān)負(fù)起井下環(huán)境監(jiān)控的重任。井下鏈狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的通信方式為多跳方式。多跳方式中,距離控制Sink節(jié)點越近的節(jié)點會承擔(dān)眾多節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)而過早死亡。目前緩解該情況的方法有增大節(jié)點能量、節(jié)點分區(qū)輪休和分簇,但是仍有不足:增大節(jié)點能量增加了網(wǎng)絡(luò)成本,節(jié)點分區(qū)輪休不能保證網(wǎng)絡(luò)魯棒性,分簇不能保證監(jiān)控實時性。為了解決這些問題,本文從多個方面進行了研究。
　　本文通過對井下巷道的空間模型

2、進行分析簡化,結(jié)合多重覆蓋的定義和形式,建立多重覆蓋環(huán)境下的井下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分布模型。狹長直巷道中包含固定節(jié)點和移動節(jié)點,為了保持網(wǎng)絡(luò)整體的路由統(tǒng)一性,以理論上對移動節(jié)點支持性好的SPIN路由算法為基礎(chǔ),提出了固定節(jié)點的SPIN改進路由算法和移動節(jié)點SPIN改進路由算法。
　　固定節(jié)點的SPIN改進路由算法引入了梯度概念和三次判定機制,梯度決定數(shù)據(jù)信息的傳送方向,避免信息內(nèi)爆現(xiàn)象的發(fā)生,同時還可以為后面移動節(jié)點的自身定位提供

3、幫助。三次判定機制為判定自身梯度、判定接收到的ADV信息中的梯度和判定節(jié)點工作狀態(tài)。三次判定機制可確定數(shù)據(jù)信息接收方。
　　移動節(jié)點SPIN改進算法引入了變徑通信和三段測試方案。變徑通信可以有效保證通信成功率,三段測試方案可使移動節(jié)點自主判斷自身的移動方向,減少其與控制中心頻繁的進行路由表的獲取和自身在網(wǎng)絡(luò)中所處位置的信息查詢,同時還可進行節(jié)點輔助定位工作。數(shù)據(jù)信息傳輸過程以SPIN算法為路由方式,根據(jù)梯度值的變化趨勢合理選取節(jié)點