基于能量高效的WSN分簇路由協(xié)議的研究.pdf

1、隨著傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)和智慧地球等概念的提出，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)做為計算機科學與技術(shù)中一個重要的研究領(lǐng)域，對他們的研究和發(fā)展具有一定的支撐性作用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展已受到業(yè)界的廣泛關(guān)注，并且在軍民兩用領(lǐng)域擁有巨大的應(yīng)用前景，而路由協(xié)議做為在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中最受關(guān)注的研究話題之一，由于受到傳感器節(jié)點能量有限這個特殊限制因素，因此在設(shè)計無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議時，首要的考慮因素應(yīng)是能量的合理利用，從而有效的延長網(wǎng)絡(luò)生存周期。
　　

2、本文首先分析了國內(nèi)外無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究現(xiàn)狀。以目前研究最為熱點的分簇路由協(xié)議做為突破口，詳細對比分析了各種分簇路由協(xié)議的優(yōu)缺點，總結(jié)得出：以非均勻分簇為基礎(chǔ)，采用混合式簇首選舉方法，簇內(nèi)單跳通信，簇間使用動態(tài)多跳通信路由協(xié)議可以提高能量有效性。文中對典型的均勻分簇路由協(xié)議LEACH和非均勻分簇路由協(xié)議UCS、EEUC、USCR給出了詳細的分析比較，發(fā)現(xiàn)其中的不足之處，提出了具有針對性的改進方案，并在此研究的基礎(chǔ)上提出了一個能量

3、高效的分簇路由算法EERA。
　　 EERA協(xié)議的設(shè)計工作重點主要有以下五點：
　　 (1)感知區(qū)域的劃分：以基站為圓心采將整個感知區(qū)域劃分為大小不等的圓環(huán)，低能耗實現(xiàn)非均勻分簇。
　　 (2)選擇簇首的標準：選擇簇首時綜合考慮節(jié)點剩余能量和相對位置，為每個節(jié)點確定其成為簇首的競爭能力，優(yōu)化簇首的選擇。
　　 (3)路由構(gòu)建：簇間采用多跳路由傳輸數(shù)據(jù)，路由構(gòu)建時不僅考慮節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)的能耗，而且兼顧了中繼節(jié)

4、點的接收能耗，把數(shù)據(jù)直接發(fā)送的距離限制在閾值之內(nèi)的同時盡量減少數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)次數(shù)。
　　 (4)簇重構(gòu)策略：本文根據(jù)匯聚節(jié)點接收數(shù)據(jù)量和簇首節(jié)點的能量來發(fā)起簇的重構(gòu)。
　　 (5)數(shù)據(jù)動態(tài)路由：簇首節(jié)點在穩(wěn)定傳輸階段動態(tài)選擇路由路徑，避免多次采用同一條路徑轉(zhuǎn)發(fā)造成該路徑上簇首節(jié)點快速死亡。
　　 本文使用OMNET++仿真工具在網(wǎng)絡(luò)能耗均衡度、網(wǎng)絡(luò)生存時間、全網(wǎng)能耗三個方面對LEACH、EEUC、UCSR、EERA四協(xié)