基于分簇的無線傳感器網(wǎng)絡低能耗路由算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是信息獲取的有力工具和手段，其覆蓋面廣、自適應能力強、布局方便靈活，對傳統(tǒng)傳感技術的發(fā)展起到重要作用，已成為21世紀最具有影響的新技術之一，在民用、軍事、航空航天、環(huán)境資源保護等領域有著廣闊的應用前景。路由協(xié)議是網(wǎng)絡中傳感器節(jié)點相互通信的基礎，對于能量有限的無線傳感器網(wǎng)絡，如何降低網(wǎng)絡能耗、延長網(wǎng)絡生存周期是無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議研究的重點之一。
　　本文從節(jié)能的角度，對無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議進行研究，針對LEACH

2、路由協(xié)議中簇頭節(jié)點負載過重，簇頭能量利用率不高，提出了一種基于粒子群優(yōu)化的雙簇頭分簇路由算法。該算法根據(jù)簇頭任務的不同，利用節(jié)點的能量、距離匯聚節(jié)點的距離以及節(jié)點的位置關系分別構建適應值函數(shù)，選擇出最優(yōu)主簇頭完成數(shù)據(jù)采集和融合任務，以及與其協(xié)作的最優(yōu)副簇頭完成簇間數(shù)據(jù)轉發(fā)任務，最終實現(xiàn)采集能耗和傳輸能耗最小化。仿真實驗結果表明，與LEACH和PSO-MV路由算法相比，該算法可以有效減輕簇頭節(jié)點負載，減小簇頭能量消耗，均衡整個網(wǎng)絡能耗，延

3、長了網(wǎng)絡的生存周期。
　　本文還對HEED路由協(xié)議進行研究，針對采用多跳的HEED路由協(xié)議中存在“熱區(qū)”問題導致簇間能耗不均衡和“孤立節(jié)點”影響簇頭能耗均衡等問題，提出了一種基于HE E D的非均勻分簇路由算法。節(jié)點能量越高，越容易當選簇頭，簇頭根據(jù)其成為簇頭的概率和距離匯聚節(jié)點遠近計算其最佳簇半徑來進行非均勻分簇，簇頭之間通過相互競爭的方式產生最終簇頭。對于節(jié)點處于多個簇通信范圍內，依據(jù)通信代價的大小選擇加入的簇。對于最終仍未入