無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究——分簇路由算法設(shè)計與改進(jìn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個多跳的、動態(tài)的自組織網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點體積小，能量、帶寬、內(nèi)存等資源有限，使得傳統(tǒng)的路由協(xié)議很難適用。而降低能耗、延長網(wǎng)絡(luò)生存期就成為了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)計的關(guān)鍵。已有研究表明分簇路由算法作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的一個重要種類，在均衡網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的能耗負(fù)載、延長網(wǎng)絡(luò)生存期方面表現(xiàn)良好，同時這類路由協(xié)議能夠很好地適用于大規(guī)模的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，具有良好可擴(kuò)展性。
　　 本文首先對分簇算法的基本理論進(jìn)行研

2、究。在總結(jié)目前提出的一些分簇算法優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，針對傳感器網(wǎng)絡(luò)中能量異構(gòu)，成簇過程中的簇頭選舉和通信控制開銷，以及運(yùn)行過程中出現(xiàn)的“熱點問題”，提出了一種基于能量分布的異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇算法 EDBCA(Energy Distribution Based Clustering Algorithm for Heterogeneous Wireless Sensor Networks)。該算法采用基于節(jié)點剩余能量分布狀況的簇頭競爭參數(shù)，同時

3、引入節(jié)點定時器，在成簇過程中只需發(fā)送少量的控制信息，能夠有效降低成簇過程的通信能耗并實現(xiàn)簇頭的均勻分布。在簇問路由時，針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)集中式數(shù)據(jù)收集、多跳傳輸模型和“多對一”通信的特征，采用基于轉(zhuǎn)發(fā)權(quán)值的多跳路由機(jī)制，有效地避免了能量空洞問題的發(fā)生，延長了網(wǎng)絡(luò)的生存時間。此外在文中對提出的算法步驟與依據(jù)分別從理論和實驗兩方面進(jìn)行了一定分析和說明。
　　 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，若數(shù)據(jù)的傳輸沿單一路徑進(jìn)行，則容易造成路徑上低能量的瓶頸

4、節(jié)點快速耗竭，進(jìn)而引起網(wǎng)絡(luò)割裂成幾個孤立部分，無法正常工作。針對這一問題，本文設(shè)計了另一種基于分簇的異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)多徑路由算法CBMPR(Clustering Based Multi-Path Routing algorithm for hetero Wireless Sensor Networks)。該算法基于分簇與多徑路由思想，在成簇時綜合考慮簇內(nèi)通信能耗以及節(jié)點剩余能量與區(qū)域能量均值的差異，較好地均衡了簇間能耗。在路由發(fā)現(xiàn)過程中，