無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議簇頭選舉機(jī)制研究.pdf

1、最近幾年,隨著科技水平的飛速發(fā)展,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,現(xiàn)已成為了一項(xiàng)重要技術(shù),并被廣泛使用,同時(shí)國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者已經(jīng)開始廣泛重視研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Senor Network, WSN)有能量,儲(chǔ)存能力,擴(kuò)展和容錯(cuò)方面的限制,但是能耗問題一直是最受關(guān)注的研究方向之一。提高網(wǎng)絡(luò)能量的有效利用率,將大大提高網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間,從而提高網(wǎng)絡(luò)的性能。
　　在這個(gè)背景下,同時(shí)為了給“面向公

2、共安全保障型城市的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障檢測(cè)與容錯(cuò)系統(tǒng)”項(xiàng)目提供路由算法,并為整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能提供優(yōu)化方法。所以本文在第三章和第四章分別提出了兩個(gè)改進(jìn)型算法。
　　本文在第三章提出了基于投票機(jī)制和定時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)制的算法——TDWV(Time Drive Weight Vote)算法。此算法應(yīng)用到項(xiàng)目“面向公共安全保障型城市的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障檢測(cè)與容錯(cuò)系統(tǒng)”中,主要用于溫度感測(cè)、交通監(jiān)控以及水質(zhì)監(jiān)控等時(shí)時(shí)刻刻都需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的應(yīng)用場(chǎng)所。在節(jié)點(diǎn)

3、投票的過程中,TDWV算法綜合考慮了節(jié)點(diǎn)的剩余能量,節(jié)點(diǎn)相互間的通信能耗和節(jié)點(diǎn)與基站通信的能耗三個(gè)方面。三個(gè)方面的值,通過加權(quán)后得到的最終值,即為節(jié)點(diǎn)所投出的票數(shù)。在投票結(jié)束后,再依據(jù)定時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)制的算法,節(jié)點(diǎn)根據(jù)所得的票數(shù)生成一個(gè)定時(shí)長(zhǎng)度來(lái)參與簇頭選舉,從而大大地節(jié)省了算法過程中能耗的分配。與LEACH算法相比,TDWV算法在網(wǎng)絡(luò)整體能耗和生存時(shí)間方面都有所提高。
　　在第四章,著重介紹了一種基于高效節(jié)能的分簇路由算法——TEEN

4、算法的改進(jìn)型算法。此算法應(yīng)用到項(xiàng)目“面向公共安全保障型城市的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障檢測(cè)與容錯(cuò)系統(tǒng)”中,主要用于監(jiān)測(cè)交通事故、火警以及交通意外等突發(fā)事件的應(yīng)用場(chǎng)所。對(duì)于 TEEN算法簇頭分布不均勻、簇頭負(fù)擔(dān)過重、硬閾值導(dǎo)致有些節(jié)點(diǎn)從開始就未被激活造成浪費(fèi)以及其僅適合小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)等不足、置硬閾置為0和采用多跳機(jī)制等辦法,提出了一種新的TEEN—F算法。在網(wǎng)絡(luò)整體能耗、生存時(shí)間和簇頭數(shù)量分布方面,TEEN—F算法的表現(xiàn)都要比TEEN算法更好。

5、>　　本文主要做了以下工作:首先介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用領(lǐng)域、研究背景和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,分析了需要解決的問題。其次再介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議,并分析比較了現(xiàn)有的路由協(xié)議,介紹了經(jīng)典的LEACH算法和TEEN算法,在第三章提出了現(xiàn)有路由協(xié)議的不足,在LEACH算法的基礎(chǔ)上提出了一種基于投票機(jī)制和定時(shí)驅(qū)動(dòng)機(jī)制的算法——TDWV算法,介紹了算法的背景,分析和流程,再使用MATLAB仿真平臺(tái)對(duì)TDWV算法和LEACH算法進(jìn)行仿