基于網(wǎng)格的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)生存期延長(zhǎng)策略研究.pdf

1、集成了傳感器、嵌入式計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線通信四大技術(shù)而形成的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，WSN)是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)。它在環(huán)境、健康、軍事、空間探索和災(zāi)難拯救等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，引起了學(xué)術(shù)界的高度重視。傳感器節(jié)點(diǎn)一般在野外工作，由電池供電，這限制了網(wǎng)絡(luò)生存期。 如何能減少能量消耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生存期，是本文的研究重點(diǎn)。首先介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)、應(yīng)用、研究現(xiàn)狀以及發(fā)展前景；接著比

2、較分析了現(xiàn)有的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議，針對(duì)目前傳感器網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有的各種節(jié)能策略，從以下三個(gè)方面進(jìn)行了研究： 第一，一些路由協(xié)議僅考慮整個(gè)網(wǎng)絡(luò)消耗的能量，并沒(méi)有考慮單個(gè)節(jié)點(diǎn)能量消耗，導(dǎo)致整個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)失效。為延緩傳感器網(wǎng)絡(luò)壽命，提高能量使用效率，提出了一種新的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于網(wǎng)格的節(jié)能路由(Grid-based Energy Efficient Routing，GEER)算法。該算法首先通過(guò)公式推導(dǎo)給出了能效較優(yōu)的網(wǎng)格邊長(zhǎng)大小的設(shè)

3、定公式，引入了一個(gè)有關(guān)距離和剩余能量的代價(jià)函數(shù)，以該函數(shù)值作為路由選擇參數(shù)來(lái)進(jìn)行最優(yōu)路徑的選擇。通過(guò)NS一2仿真，對(duì)GEER與傳統(tǒng)的路由算法進(jìn)行了評(píng)估。仿真結(jié)果表明，該算法的節(jié)點(diǎn)存活個(gè)數(shù)多，網(wǎng)絡(luò)生存期長(zhǎng)，可擴(kuò)展性好。 第二，從關(guān)注能量節(jié)約和均衡運(yùn)用來(lái)延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命的角度，提出一種新的基于權(quán)重引導(dǎo)的高能效路由(Weight-Directed Energy Efficient Routing，WDEE)算法，該算法通過(guò)在每個(gè)網(wǎng)格把傳感

4、器節(jié)點(diǎn)分組編址，并對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行能量分級(jí)，在兼顧每個(gè)網(wǎng)格的能量狀況的同時(shí)，充分利用路由方向性信息，引入路由權(quán)重概念，可以實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)既考慮能量均衡使用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速路由數(shù)據(jù)到匯聚節(jié)點(diǎn)的目的。經(jīng)仿真驗(yàn)證，該算法有效節(jié)約能量，均衡使用能量，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存期。 第三，在實(shí)際的傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)密度一般比較大，節(jié)點(diǎn)檢測(cè)范圍存在相互重疊，即存在大量的冗余數(shù)據(jù)，如何消除不必要的冗余數(shù)據(jù)成為減少網(wǎng)絡(luò)能量消耗的一種重要的策略，本文基于傳感器節(jié)點(diǎn)檢測(cè)半徑