基于模糊邏輯的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議的研究.pdf

1、在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)層路由協(xié)議對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計起到?jīng)Q定性的作用。路由協(xié)議設(shè)計的主要目標(biāo)是減少能量消耗，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡，從而延長整個網(wǎng)絡(luò)的生命周期。分簇路由協(xié)議通過分布式、自組織的方式成簇，管理簇內(nèi)成員節(jié)點，融合簇內(nèi)數(shù)據(jù)，選擇合適路徑將融合數(shù)據(jù)發(fā)送給基站，可以達(dá)到均勻消耗網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的能量，從而有效的延長網(wǎng)絡(luò)的壽命。
　　 本文在分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、特點、應(yīng)用及挑戰(zhàn)等問題后，對LEACH等主要分簇路由協(xié)議進(jìn)

2、行詳細(xì)的闡述，并具體比較了各種協(xié)議的性能；通過分析LEACH路由協(xié)議的運行機(jī)制，指出該協(xié)議存在隨機(jī)選舉簇頭節(jié)點，導(dǎo)致節(jié)點能量消耗不均衡的缺陷。針對上述問題，本文提出了一種改進(jìn)的基于模糊邏輯的分簇路由協(xié)議(CRPFL)。該協(xié)議包括了兩個階段：簇的形成階段和穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸階段。在簇的形成階段，基于模糊邏輯的簇頭選舉算法是該協(xié)議設(shè)計核心及研究重點。模糊邏輯簇頭選舉算法的基本原理是：剩余能量和相鄰節(jié)點的數(shù)目是簇頭選舉最主要的兩個因素，通過傳感器

3、節(jié)點能量區(qū)分等級將剩余能量劃分為4個等級，通過相鄰節(jié)點有效數(shù)目將相鄰節(jié)點數(shù)目劃分為3個等級，根據(jù)經(jīng)驗提煉，并結(jié)合剩余能量和相鄰節(jié)點數(shù)目等級劃分情況，定義了12條模糊規(guī)則，模糊推理的結(jié)果是節(jié)點的成簇概率，概率最大的節(jié)點當(dāng)選為簇頭，從而實現(xiàn)了簡單高效簇的形成。在穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸階段，簇頭將融合簇內(nèi)數(shù)據(jù)并發(fā)送給基站。協(xié)議通過MATLAB模糊邏輯工具箱來定義錄屬度函數(shù)和模糊規(guī)則，最優(yōu)簇的選舉算法通過MATLAB代碼實現(xiàn)。仿真實驗表明，場景為100