基于LEACH協(xié)議的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)混合路由協(xié)議的研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless sensor networks，WSN)技術(shù)作為一種新型的、智能的信息獲取、信息處理和信息傳輸技術(shù)，因其自組織、可維護(hù)、無(wú)人看守、抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于智能交通、健康醫(yī)療、軍事偵察、生物研究等各行各業(yè)，受到越來(lái)越多的專(zhuān)家和組織機(jī)構(gòu)的重視。但是由于傳感器節(jié)點(diǎn)電池能量有限、通信能力有限、計(jì)算和處理能力有限，使得能耗優(yōu)化問(wèn)題成為WSN技術(shù)的重點(diǎn)研究問(wèn)題。而在針對(duì)能耗優(yōu)化提出的節(jié)能策略中，路由節(jié)能策略是解決

2、節(jié)點(diǎn)能效問(wèn)題的基本方法，根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用設(shè)計(jì)出合理的路由協(xié)議，能在很大程度上提高網(wǎng)絡(luò)的能耗優(yōu)化性、可擴(kuò)展性、魯棒性等。在對(duì)路由協(xié)議的研究中，分簇路由協(xié)議因其具有拓?fù)淇刂坪吐酚傻碾p重功能而成為目前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。
　　本文以經(jīng)典自適應(yīng)分簇路由協(xié)議—LEACH協(xié)議為主要研究對(duì)象，分析其不足，并通過(guò)對(duì)WSN中能耗的分析和計(jì)算，指明分簇多跳短距離通信協(xié)議對(duì)大規(guī)模WSN中節(jié)能優(yōu)化的必要性，在對(duì)LEACH協(xié)議簇頭選舉階段的閥值公式進(jìn)行改進(jìn)后，針

3、對(duì)簇內(nèi)單跳通信模式的局限性提出了采用量子遺傳算法的多跳混合路由協(xié)議。
　　首先，本文歸納總結(jié)了WSN國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)WSN巨大的應(yīng)用價(jià)值、特點(diǎn)、體系結(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)做了簡(jiǎn)單介紹。為后文對(duì)WSN中能耗的分析和計(jì)算奠定理論基礎(chǔ)。
　　其次，本文對(duì) WSN的能耗分析和計(jì)算進(jìn)行了詳細(xì)的描述，介紹了針對(duì)當(dāng)前WSN能耗問(wèn)題提出的幾種節(jié)能策略，通過(guò)分析指明路由節(jié)能策略的重要性。接著分類(lèi)介紹了幾種典型的路由協(xié)議。

4、>　　再次，本文重點(diǎn)研究了LEACH協(xié)議的算法流程并提出了新的改進(jìn)協(xié)議—混合路由協(xié)議。該改進(jìn)協(xié)議在簇頭競(jìng)爭(zhēng)階段，將節(jié)點(diǎn)的剩余能量、節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)目、節(jié)點(diǎn)到基站的距離三個(gè)因素考慮在內(nèi)，尋找剩余能量相對(duì)較高、距離基站相對(duì)較近、鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)相對(duì)較多的節(jié)點(diǎn)成為簇頭。在分簇完成之后，簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)采用量子遺傳算法進(jìn)行簇內(nèi)通信。
　　最后，通過(guò)將該混合路由協(xié)議與LEACH協(xié)議、另外兩種經(jīng)典的LEACH改進(jìn)算法進(jìn)行MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)，證明了混合路由