基于元胞自動(dòng)機(jī)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量均衡控制研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著物聯(lián)網(wǎng)(the Internet of Things)的概念提出和研究，無(wú)線傳感器(WSN)再次成為新的研究熱點(diǎn)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)涉及到多學(xué)科，包括傳感器技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)，都推動(dòng)了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展；由于傳感器節(jié)點(diǎn)大多都工作在無(wú)人值守的惡劣環(huán)境中，能量問(wèn)題一直是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)迫在眉睫的研究課題。
　　 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)的能量受限，單個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量耗盡不僅引起了網(wǎng)絡(luò)局部的“空洞”現(xiàn)象，甚至

2、會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的壽命。因此，在節(jié)點(diǎn)能量受限的條件下，研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量演化規(guī)律，并研究適合于延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命的方法具有重要的意義。
　　 本文詳細(xì)分析了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能量消耗情況，節(jié)點(diǎn)能量消耗分為四種狀態(tài)：接受數(shù)據(jù)狀態(tài)、發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)、空閑狀態(tài)和休眠狀態(tài)。結(jié)合元胞自動(dòng)機(jī)模型理論，提出了基于元胞自動(dòng)機(jī)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量均衡控制方法，并結(jié)合經(jīng)典的按需路由協(xié)議AODV在能量均衡方面的不足做了相應(yīng)的改進(jìn)。深入剖析國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)

3、仿真平臺(tái)NS2(Network Simulator 2)的層次結(jié)構(gòu)、工作原理和模塊調(diào)度關(guān)系等，在此平臺(tái)上添加了本文的元胞自動(dòng)機(jī)模型，并驗(yàn)證了該模型在Ns2下的合理性。鑒于元胞自動(dòng)機(jī)的參數(shù)獲取困難的不足，提出了基于模糊元胞自動(dòng)機(jī)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量均衡控制方法，對(duì)節(jié)點(diǎn)的能量值建立模糊規(guī)則。NS2仿真結(jié)果表明，更能有效的提高網(wǎng)絡(luò)效率和延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的壽命。最后，分析了在加入傳統(tǒng)元胞自動(dòng)機(jī)及模糊元胞自動(dòng)機(jī)模型情況下，丟包率、時(shí)延和吞吐量的變化，并引