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文檔簡介
1、近些年來,無線傳感器技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSN(Wirless Sensor Networks)在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集以及無線信息傳輸?shù)群芏囝I(lǐng)域,具有操作簡單、方便靈活特點(diǎn),已成為環(huán)境監(jiān)測、智能交通及家居控制等方面的重要組成部分。傳感器節(jié)點(diǎn)因受到物理體積小、電池容量有限和監(jiān)測環(huán)境較險(xiǎn)惡等因素的制約和限制,設(shè)計(jì)出高效的無線傳感路由協(xié)議必須維持較小的路由表信息,因此增加傳感器網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和延長使用壽命,成為當(dāng)前首要研究目標(biāo)。鑒
2、于其本身的獨(dú)特性,傳統(tǒng)的無線傳感器路由相關(guān)技術(shù),并不適應(yīng)于現(xiàn)代無線傳感網(wǎng)絡(luò)。學(xué)術(shù)界對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)注與日俱增,對路由算法各個(gè)方面的研究與創(chuàng)新層出不窮。目前,在層次型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究范疇,比較有代表性的路由算法有:LEACH算法和在此基礎(chǔ)上改進(jìn)的路由算法。
為了充分利用無線傳感器節(jié)點(diǎn)能量,延長網(wǎng)絡(luò)使用壽命,本文基于LEACH算法基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),提出基于梯度的多跳路由改進(jìn)算法LEACH-LMT(LEACH-Lev
3、el Multi-hop Transmission)。
LEACH-LMT算法的主要思想是:首先,在需要監(jiān)測的區(qū)域內(nèi)部,固定匯聚節(jié)點(diǎn)(Sink)和無線傳感器節(jié)點(diǎn),為每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置對應(yīng)的梯度;簇首選舉階段,為了對簇首的數(shù)目進(jìn)行優(yōu)化,通過公式推導(dǎo),計(jì)算出最優(yōu)簇首數(shù)目;選舉閾值考慮節(jié)點(diǎn)的梯度值、剩余能量以及鄰居節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)等綜合因素,使簇首分布更加合理。其次,在數(shù)據(jù)傳輸階段,建立的傳輸路徑是一棵倒立的生成樹,選擇中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)時(shí)采用基于梯度的賦
4、權(quán)方式,權(quán)值涉及到節(jié)點(diǎn)的梯度、剩余能量和能量消耗的比值等優(yōu)化因子。傳感器節(jié)點(diǎn)把采集的數(shù)據(jù)沿著賦權(quán)生成樹傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn),避免 LEACH-EE算法可能出現(xiàn)迂回信息傳輸?shù)膯栴},達(dá)到了優(yōu)化信息傳輸路徑,節(jié)省能量的目的。
本文提出的LEACH-LMT算法,采用傳感器節(jié)點(diǎn)整體存活量和總體能量消耗兩方面的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價(jià),使用 MATLAB工具進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。由仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果中得出結(jié)論:本論文提出的LEACH-LMT算法,與 LEACH算法和LE
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