無線傳感器網(wǎng)絡中繼節(jié)點設置算法的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡技術作為物聯(lián)網(wǎng)核心技術之一，近年來得到了國內(nèi)外學者的廣泛關注。網(wǎng)絡節(jié)點布局是無線傳感器網(wǎng)絡投入運行的首要前提，一般而言，網(wǎng)關節(jié)點及傳感器節(jié)點由其功能特性決定了布局位置的相對固定，為增強無線傳感器網(wǎng)絡整體的連通性與可靠性，經(jīng)常需要將中繼節(jié)點布置于網(wǎng)絡中。因此可以說中繼節(jié)點布局策略的優(yōu)劣決定了無線傳感器網(wǎng)絡的壽命、通信效率等一系列指標。
　　雖然無線傳感器網(wǎng)絡中繼節(jié)點布局問題引起了越來越多的關注，但相比較于無線傳感器網(wǎng)絡

2、其他層的研究，中繼節(jié)點布局算法的研究還相對較少。現(xiàn)存的中繼節(jié)點布局算法一般以布設最少的中繼節(jié)點個數(shù)為目標，經(jīng)常忽視中繼節(jié)點布局禁區(qū)、通信容量以及網(wǎng)絡整體能耗等問題。針對目前中繼節(jié)點布局算法存在的問題，本文進行了如下主要內(nèi)容的研究：
　　1、將中繼節(jié)點布局禁區(qū)、通信路徑不可逆、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送次數(shù)上限值以及中繼節(jié)點通信容量等多約束條件引入現(xiàn)有中繼節(jié)點布局模型，提出了基于最小通信網(wǎng)絡距離因子的布局算法評價新標準，采用枚舉法與貪婪尋優(yōu)算法相結(jié)合

3、的方案完成了網(wǎng)絡構建初期中繼節(jié)點的合理布局以及既存網(wǎng)絡添加新的傳感器節(jié)點后所引起的中繼節(jié)點調(diào)整與追加策略。仿真實驗表明，與常規(guī)中繼節(jié)點布局算法相比，本文提出的具有可操作性的多約束中繼節(jié)點布局與追加優(yōu)化算法能夠顯著提升通信網(wǎng)絡的能效性；
　　2、針對目前數(shù)據(jù)聚合技術中所忽略的網(wǎng)絡各層數(shù)據(jù)吞吐量差異造成數(shù)據(jù)來不及完成數(shù)據(jù)傳輸或者數(shù)據(jù)聚合處理的現(xiàn)象，研究了一種面向可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹欣^節(jié)點延時自適應分配算法，該算法不僅根據(jù)節(jié)點在網(wǎng)絡結(jié)構中的

4、位置，同時考慮因子節(jié)點數(shù)據(jù)吞吐量的差異造成的不同時延，同時引入 MAC層送信等待延時補償，有效地減少數(shù)據(jù)無線傳輸時的數(shù)據(jù)沖撞。理論分析和仿真實驗表明該算法在保證數(shù)據(jù)傳輸可靠性的同時，無損數(shù)據(jù)聚合技術的應用有效地降低了網(wǎng)絡的通信能耗；
　　3、設計了基于CC2430的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，通過測試獲取了與其通信性能相關的參數(shù)，為前期算法研究提供了數(shù)據(jù)基礎，同時為后期真實網(wǎng)絡環(huán)境下的驗證提供了硬件測試條件，此外本文在算法仿真的基礎上設計了