基于sink的WSN節(jié)能路由技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，WSNs)是由具有攜帶有限能量、計(jì)算能力、通信能力的微型感知節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的自治系統(tǒng)。因?yàn)樗梢栽跅l件艱苦的環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)，所以廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。由于微型感知節(jié)點(diǎn)攜帶的能量有限;另外，節(jié)點(diǎn)通常在危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行作業(yè)，通過(guò)人工更換電池來(lái)延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)的壽命是不切實(shí)際的。因此，如何高效地利用節(jié)點(diǎn)有限的能量是目前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。當(dāng)前關(guān)于節(jié)點(diǎn)的節(jié)能機(jī)制大致有優(yōu)化節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信模塊，數(shù)據(jù)處理

2、，睡眠機(jī)制，高效路由技術(shù)和充電技術(shù)。本文深入的研究了WSN節(jié)點(diǎn)通過(guò)高效的路由技術(shù)提高節(jié)點(diǎn)能量的利用率，其主要包括提出了基于匯聚節(jié)點(diǎn)的WSN高效節(jié)能路由技術(shù)和基于分簇的WSN動(dòng)態(tài)的節(jié)能路由技術(shù)二大部分內(nèi)容。
　　在傳統(tǒng)的WSN引入移動(dòng)sink收集數(shù)據(jù)可以有效的解決網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的“能量空洞”問(wèn)題，從而達(dá)到延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命的目的，但是會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)延時(shí)。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，本文對(duì)規(guī)模較小的WSN的節(jié)能路由技術(shù)進(jìn)行了較深入的研究，并提出了在WSN中采用靜

3、止sink和移動(dòng)sink同時(shí)收集數(shù)據(jù)的路由技術(shù)，此路由技術(shù)可以有效地應(yīng)用于規(guī)模較小的WSN中，其主要內(nèi)容有以下幾點(diǎn):1）采用積分的方式估算每輪網(wǎng)絡(luò)中消耗的總能量;2）在每輪網(wǎng)絡(luò)中消耗的總能量最小的情況下，通過(guò)數(shù)學(xué)分析求出靜止sink和移動(dòng)sink各自負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)的區(qū)域;3）利用MATLAB仿真軟件進(jìn)行仿真，證明此路由方案的數(shù)學(xué)分析是否正確;4）為評(píng)估此路由技術(shù)所得到的網(wǎng)絡(luò)性能，將其與其他幾種簡(jiǎn)單的路由機(jī)制比較。仿真結(jié)果表明，本文所提出的

4、路由技術(shù)機(jī)制不僅能提高網(wǎng)絡(luò)生存周期，同時(shí)減少網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延。
　　為了使路由技術(shù)能夠應(yīng)用于中大型的WSN，同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)具有更好的擴(kuò)展性，本文建設(shè)性地提出了另一種路由技術(shù)，稱(chēng)為基于分簇的WSN動(dòng)態(tài)的節(jié)能路由技術(shù)DSERT。此方案包括3個(gè)步驟:1）基于部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域的節(jié)點(diǎn)總數(shù)對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分簇;2）采用模糊邏輯推理系統(tǒng)選取每個(gè)簇的簇頭，模糊邏輯推理系統(tǒng)的輸入變量有節(jié)點(diǎn)的剩余能量和節(jié)點(diǎn)到簇重心的距離，輸出變量則是節(jié)點(diǎn)被選為簇頭的概率;3