無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中結(jié)合數(shù)據(jù)融合的分簇式路由協(xié)議研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN：Wireless Sensor Networks）集成了傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，是一種特殊的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。它具有快速布置、多跳路由、動(dòng)態(tài)拓?fù)涞忍匦裕蚱鋸V闊的應(yīng)用前景和獨(dú)特的技術(shù)開(kāi)發(fā)吸引了眾多學(xué)者的研究興趣，被認(rèn)為是21世紀(jì)最熱門(mén)的技術(shù)之一。
　　 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)大量傳感器節(jié)點(diǎn)相互之間通過(guò)無(wú)線方式連結(jié)所構(gòu)成的，這些傳感器節(jié)點(diǎn)攜帶不同類(lèi)型的傳感器，采集現(xiàn)場(chǎng)各種數(shù)據(jù)，在不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中通過(guò)各

2、種路由協(xié)議將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn)(sink)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)需要能夠自行解決傳感器節(jié)點(diǎn)間的路由問(wèn)題，具備自組織能力。
　　 幾乎所有傳感器節(jié)點(diǎn)都依靠自己攜帶的電池供電，當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)被部署后，電池一般不進(jìn)行更換或無(wú)法更換。而且傳感器節(jié)點(diǎn)的處理能力、存儲(chǔ)空間等資源都十分有限，與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)有很多不同，許多成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無(wú)法在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中推廣使用，如何延長(zhǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期成為了眾多學(xué)者的主要目標(biāo)。
　　 本文主要

3、研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的分簇算法、數(shù)據(jù)融合兩大技術(shù)。首先對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有代表性的路由協(xié)議進(jìn)行了分類(lèi)、分析和對(duì)比，特別是基于層次結(jié)構(gòu)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。在此基礎(chǔ)上，本文提出了基于HEED（Hybrid energy—efficient Distributed clustering）算法的改進(jìn)行算法。在改進(jìn)算法中，簇頭節(jié)點(diǎn)可以接收成員節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。簇頭節(jié)點(diǎn)使用TDMA方式管理簇成員，確定與其沖突的節(jié)點(diǎn)集合，在時(shí)隙分配中，為

4、每個(gè)節(jié)點(diǎn)在時(shí)間幀中分配一個(gè)時(shí)隙，互相沖突的節(jié)點(diǎn)保證不會(huì)占用同一時(shí)隙。在分布式傳輸過(guò)程中，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)只在自己的時(shí)隙內(nèi)通信，所以避免了沖突。
　　 傳感器相互間的通信能耗遠(yuǎn)高于節(jié)點(diǎn)運(yùn)算的能量消耗，數(shù)據(jù)融合技術(shù)能夠?qū)鞲衅鞴?jié)點(diǎn)采集到的具有高冗余度的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行一定運(yùn)算處理，在保證數(shù)據(jù)有效性的是，減少傳感器節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通信，達(dá)到節(jié)省傳感器節(jié)點(diǎn)能量開(kāi)銷(xiāo)的目的。本文對(duì)數(shù)據(jù)融合技術(shù)進(jìn)行了介紹，并對(duì)典型的數(shù)據(jù)融合算法進(jìn)行了分析和比較。結(jié)合HEED