基于MIMO的無線傳感器網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)采集算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡（WSN，Wireless Sensor Networks）是一種多跳的自組織網(wǎng)絡，是由部署在一定范圍內的大量價格低廉、功耗較小和具有一定感知能力的傳感器節(jié)點組成的，被認為是二十一世紀十大新技術之一。最近幾年，無線傳感器網(wǎng)絡在環(huán)境預測和保護、醫(yī)療護理、軍事領域和智能家居等很多方面都有著廣泛的應用。無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點能量一般情況下都是由電池提供，而電池存儲的電量比較少，并且WSN的節(jié)點部署的地方一般情況下不方便到達，使得人

2、們難以對傳感器節(jié)點進行能量的補充或更換電池，因此，如何很好地解決WSN的能量消耗問題，延長網(wǎng)絡的生存時間成為無線傳感器網(wǎng)絡的重點研究對象。針對該問題，研究者們提出了很多的解決辦法，其中多輸入多輸出（MIMO）便是其中之一，也就是協(xié)作MIMO。研究證明，把MIMO應用到WSN中可以減少網(wǎng)絡的能耗，延長網(wǎng)絡的生存時間。
　　本文針對無線傳感器網(wǎng)絡中的節(jié)能問題，深入研究了網(wǎng)絡的能耗模型和分簇路由算法，并對分簇路由算法存在的一些問題提出了

3、改進的辦法。本文主要做了以下研究：
　　1.本文對WSN和MIMO技術的相關基礎知識進行了概述，分析了LEACH算法和TEEN算法。針對TEEN算法在選取簇首節(jié)點時存在的一些缺點，提出了一種結合最優(yōu)簇首數(shù)和節(jié)點剩余能量的方法來計算閾值，進行簇首節(jié)點的選取。在TEEN算法中，簇首節(jié)點在選取的時候具有一定的隨機性，其結果就是當一些能量比較低的節(jié)點被選為簇首節(jié)點時，由于簇首節(jié)點能耗比一般節(jié)點較大這一特性，會使該節(jié)點提前死亡。本文提出了一

4、種改進的TEEN分簇算法。
　　2.在 TEEN路由算法中，簇首節(jié)點與匯聚節(jié)點之間的通信方式是采用單跳的方式，單跳的方式在通信距離較遠時消耗能量較大，針對這種情況，提出一種多跳的路由算法，該方法可以有效地均衡網(wǎng)絡負載，減少能耗。通過MATLAB軟件進行模擬，與原有TEEN算法相比，新的算法克服了簇首節(jié)點選取的隨機性，使網(wǎng)絡具有更好的均衡性，降低了網(wǎng)絡能耗，延長了網(wǎng)絡的生存時間。最后針對TEEN中設置的軟硬閾值問題，提出了加入計時器