井下帶狀環(huán)境中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了片上系統(tǒng)、微機(jī)電系統(tǒng)、嵌入式技術(shù)和無線通訊等技術(shù)，是用于監(jiān)測區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)收集與傳輸?shù)淖越M織網(wǎng)絡(luò)，它由眾多分布在監(jiān)測區(qū)域中具有采集數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)、處理與融合數(shù)據(jù)能力的傳感器節(jié)點(diǎn)所組成。由于網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)能量有限，但各種信息監(jiān)測與傳輸任務(wù)的能耗巨大，因此需要采用合理的路由協(xié)議，而設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)即為如何減少與平衡各節(jié)點(diǎn)能耗，提升系統(tǒng)的生存期。最小跳數(shù)路由協(xié)議屬于平面路由協(xié)議，相對于層次路由協(xié)議而言實(shí)現(xiàn)較為容易，能夠較好適用于井

2、下帶狀環(huán)境，這是煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域值得深入研究的一個(gè)方向。對于煤礦特殊的帶狀環(huán)境而言，并不是所有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議都能夠很好的適用于礦壓監(jiān)測系統(tǒng)中。在縱向方向上，處于同一梯度的節(jié)點(diǎn)較少，但又承擔(dān)著較大的數(shù)據(jù)分組、控制分組的傳輸任務(wù)，這就要求了所采用的路由協(xié)議必須滿足數(shù)據(jù)融合、低能耗以及均衡能耗等功能。
　　本文對能夠適用于井下帶狀環(huán)境的最小跳數(shù)路由協(xié)議進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。一方面，在保證傳輸路徑跳數(shù)最優(yōu)和能耗最低的條件下，協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸

3、階段采用了節(jié)點(diǎn)能量分級處理機(jī)制，改進(jìn)出了一種基于節(jié)點(diǎn)能量分級處理的最小跳數(shù)路由協(xié)議（Minimum Hop Count based on the Node Energy Classification， MHC-NEC）：在每次數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，子節(jié)點(diǎn)無需遍歷父節(jié)點(diǎn)集中能量剩余最多的一個(gè)，只需在下一跳父節(jié)點(diǎn)的能量等級發(fā)生改變時(shí)變更下一跳節(jié)點(diǎn)，從而降低了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制分組的數(shù)量。另一方面，在路由維護(hù)階段引入主動握手機(jī)制，改進(jìn)出了一種基于主動握