無線傳感網(wǎng)中層次型節(jié)能路由算法研究.pdf

1、隨著無線通信技術、低功耗傳感器技術和嵌入式系統(tǒng)技術的快速發(fā)展，無線傳感網(wǎng)成為一種全方位采集感應信息和處理數(shù)據(jù)的技術，它正在影響和改變我們的生活。在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)部署大量微型廉價的傳感器節(jié)點，節(jié)點通過無線通信的方式構建一個自組織的無線傳感網(wǎng)。每個節(jié)點都可以轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)節(jié)點之間的相互通信。在現(xiàn)實應用場景中傳感器節(jié)點的電池更換非常困難，因此均衡節(jié)點能量消耗，延長整個網(wǎng)絡壽命，使其長時間穩(wěn)定的工作是設計無線傳感網(wǎng)節(jié)能路由算法的關鍵點。
　　

2、在傳統(tǒng)靜態(tài)無線傳感網(wǎng)中，所有節(jié)點一旦被部署完成后就不能改變位置。節(jié)點一般會采取以單跳或者多跳的傳輸方式將數(shù)據(jù)信息傳輸至匯聚節(jié)點。網(wǎng)絡中與匯聚節(jié)點之間距離較近的節(jié)點還負責轉(zhuǎn)發(fā)其他節(jié)點數(shù)據(jù)的任務并造成通信負擔過重，進而引起這部分節(jié)點過早的耗盡自身能量而死亡，這就是傳感器網(wǎng)絡中的“能量空洞”問題或“熱節(jié)點”現(xiàn)象。研究人員通過引入移動匯聚節(jié)點的策略來均衡匯聚節(jié)點周圍節(jié)點的能耗，以此來提升整個網(wǎng)絡的性能。本文針對傳感器網(wǎng)絡中的層次型節(jié)能路由算法展

3、開研究，均衡網(wǎng)絡中節(jié)點的能耗，延長網(wǎng)絡的生命周期，主要工作包括:
　　1)介紹了無線傳感網(wǎng)基本概念，并對其特點及關鍵的相關應用技術進行了分析。研究無線傳感網(wǎng)中經(jīng)典的非均勻分簇EEUC(Energy-Efficient Uneven Clustering)路由算法，并分析其優(yōu)點以及缺點。然后，針對EEUC算法中簇頭選舉機制沒有考慮節(jié)點的剩余能量因素以及數(shù)據(jù)傳輸階段沒有考慮節(jié)點能量開銷的問題，提出改進的算法并進行仿真實驗的對比分析。<

4、br>　　2)為了均衡匯聚節(jié)點周圍節(jié)點的能量消耗和通信負載，我們在網(wǎng)絡中引入單個移動匯聚節(jié)點的策略。提出了一種基于粒子群算法的層次型節(jié)能路由算法，在算法中采用粒子群算法劃分區(qū)域并提出優(yōu)化選取簇頭策略以及合理規(guī)劃匯聚節(jié)點的移動路徑。仿真實驗表明我們提出的算法可以進一步提升網(wǎng)絡的整體性能。
　　3)隨著一些應用網(wǎng)絡的規(guī)模不斷擴大，移動匯聚節(jié)點通常需要花費較長的時間才可以完成一次完整的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集的任務，可能會造成網(wǎng)絡中較高的數(shù)據(jù)延遲。