具有能量補給的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由算法研究.pdf

1、隨著環(huán)境采能技術(shù)的日趨成熟，許多研究學(xué)者開始致力于探索環(huán)境采能技術(shù)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)中的應(yīng)用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)工作環(huán)境中存在多種形式的能量，將環(huán)境能量采集并加以利用，可以改善無線傳感器網(wǎng)絡(luò)電池受限的技術(shù)缺憾。太陽光照和機械振動是WSN一般應(yīng)用環(huán)境中普遍存在的，對于具有環(huán)境采能的WSN，結(jié)合這兩種能量補給的特點來研究有能量采集感知的WSN分簇路由問題，將會取得更高的能效和收益。
　　 本論文分析了太陽能、振動能補給的特點，設(shè)

2、計了相應(yīng)的能量補給模型，并且在各自的能量補給模型下，分別設(shè)計相適應(yīng)的WSN分簇路由關(guān)鍵技術(shù)，包括：簇首選擇機制、分簇機制、簇問路由機制。
　　 太陽能補給情況下，設(shè)計梯形能量補給模型，將網(wǎng)絡(luò)劃分為三個時期：耗能期、儲能期和穩(wěn)定期，各個時期采用不同的工作模式。無能量補給或能量補給較小時為耗能期，此時盡可能減小網(wǎng)絡(luò)能耗；能量補給較大但全網(wǎng)能量水平不高時，需為網(wǎng)絡(luò)存儲能量，為儲能期，同樣采用節(jié)能的工作模式；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中能量補給充足，全網(wǎng)能

3、量水平較高時，擴大節(jié)點通信半徑，減小簇數(shù)目，使儲能與耗能維持穩(wěn)定，充分利用補給的能量，進入穩(wěn)定期。
　　 振動能補給情況下，設(shè)計能量補給為正態(tài)分布的補給規(guī)律。采用區(qū)域劃分方法，將網(wǎng)絡(luò)按距基站遠近分為不同層次區(qū)域，不同區(qū)域采用不同通信半徑，從而平衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的能量分布；簇首選擇根據(jù)區(qū)域劃分時計算的通信半徑值來計算，同時考慮節(jié)點能量補給與剩余能量因素，使能量得到補給且剩余能量充足的節(jié)點被選為簇首的概率大，使越靠近基站的簇半徑越小，從