基于能量策略的無線傳感器網(wǎng)絡路由算法.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是一種新興的信息獲取和處理技術，具有廣泛的應用前景。通常，無線傳感器網(wǎng)絡由大量低成本、低功耗，具備感知、數(shù)據(jù)處理、存儲和無線通信能力的微型傳感器節(jié)點通過自組織方式形成的網(wǎng)絡。無線傳感器節(jié)點作為微小器件，通常只能配備電池供電。這使得傳感器節(jié)點的壽命在很大程度上依賴于電池的壽命，所以如何降低節(jié)點能量消耗，延長網(wǎng)絡生命周期是無線傳感器網(wǎng)絡設計所要考慮的重要問題。本文主要針對無線傳感器網(wǎng)絡中的節(jié)點成簇算法和能量有效路由兩個方面進行

2、了深入研究。主要研究內(nèi)容和成果如下： (1)提出了兩種層次型結構的成簇選擇算法，集中式成簇選擇算法和分布式成簇選擇算法。在集中式成簇選擇算法中，提出了節(jié)點邏輯標識符的概念。通過Sink節(jié)點的參與管理，傳感器節(jié)點獲得各自的邏輯標識符、簇頭位置以及成簇半徑大小等信息，之后通過節(jié)點間消息的交互完成簇的組織建立。在分布式成簇選擇算法中，節(jié)點的剩余能量和節(jié)點周圍未成簇節(jié)點數(shù)目將會影響到各自競爭成為簇頭的權利。具有較多剩余能量和未成簇鄰居數(shù)

3、目的節(jié)點可優(yōu)先競爭簇頭，組織成簇。這種綜合考慮了節(jié)點能量和網(wǎng)絡連通性的競爭策略可以在滿足網(wǎng)絡覆蓋度的情況下，能夠有效的減少網(wǎng)絡中成簇的數(shù)量。 (2)以本文的兩種成簇選擇算法為基礎，采用簇頭節(jié)點多跳通信的方式，提出了一種基于能量策略的無線傳感器網(wǎng)絡路由算法(Energy Based on RoutingAlgorithm for Wireless Sensor Networks，EBRA)，實現(xiàn)從路由建立、數(shù)據(jù)傳輸?shù)铰酚删S護的整個

4、過程。當簇頭節(jié)點有數(shù)據(jù)需要向Sink節(jié)點發(fā)送時，節(jié)點根據(jù)路由表，選擇通信能量消耗最小的路由節(jié)點進行數(shù)據(jù)傳送。同時，算法中給出了一種改進的請求響應型的數(shù)據(jù)傳輸模式，通過增加數(shù)據(jù)連續(xù)發(fā)送標識位，增強了數(shù)據(jù)傳輸性能和對突發(fā)數(shù)據(jù)的響應能力。 (3)針對網(wǎng)絡仿真工具NS2(2.28)，分別實現(xiàn)了基于兩種成簇算法的路由協(xié)議仿真程序。在不同的測試場景中對路由協(xié)議進行仿真實驗，并和LEACH協(xié)議的仿真結果進行對比分析。仿真驗證了本文提出的路由算