無線傳感器網(wǎng)絡的拓撲控制策略研究.pdf

1、通信技術、嵌入式技術、傳感器技術的飛速發(fā)展和日益成熟，使得無線傳感器網(wǎng)絡成為當前的一個研究熱點。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡相比，傳感器網(wǎng)絡具有以下特點：節(jié)點分布極其稠密且數(shù)目很大：節(jié)點的能量，存儲空間及計算能力等非常有限，因此讓每個節(jié)點都維護全局信息是不可能的；無線傳感器網(wǎng)絡通常工作在人無法接近或者高危險區(qū)域，使得更換或補充節(jié)點的能源非常困難。所以在設計無線傳感器網(wǎng)絡的各項協(xié)議時，能效成為首要考慮的問題。拓撲控制技術是傳感器網(wǎng)絡的關鍵技術之一，如何合理

2、地設計拓撲控制機制從而節(jié)省傳感器節(jié)點有限的能量、延長網(wǎng)絡的生存期是本文的研究重點。 本文從整體上介紹了無線傳感器網(wǎng)絡的基本概念，包括無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)結構、特征和應用領域；分析了無線傳感器網(wǎng)絡的幾項關鍵技術；總結了拓撲控制算法的主要分類，并對它們的優(yōu)缺點進行了分析。本文的創(chuàng)新點是： 1．在多跳層次型網(wǎng)絡的基礎上，提出了一種基于跳數(shù)的不均勻分簇的拓撲控制算法(HCUC)。用節(jié)點的跳數(shù)信息來代替節(jié)點的具體位置，不僅節(jié)省了GP

3、S定位設備所消耗的能量，而且擴大了網(wǎng)絡的應用范圍。 2．算法在保證網(wǎng)絡覆蓋的基礎上，根據(jù)節(jié)點的剩余能量進行簇頭的選擇，使得簇頭的數(shù)目基本符合最優(yōu)簇頭數(shù)目的要求，并且能夠保證簇頭的質量。 3．針對無線傳感器網(wǎng)絡“多對一”通信的特點，在簇頭選擇通信半徑時，隨著節(jié)點與基站之間的距離的變化而不斷變化，從而主動的降低這種網(wǎng)絡特性對網(wǎng)絡性能的影響。在簇間傳輸數(shù)據(jù)時，利用了距離基站越近的節(jié)點，跳數(shù)越小的規(guī)律，選擇一條到達基站的最短路徑