基于分簇的移動sink傳感網(wǎng)路由算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個由節(jié)點大規(guī)模部署所形成的網(wǎng)絡(luò)。由于節(jié)點本身的電源能量、計算和通信能力方面的限制，故研究節(jié)點之間如何形成合理有效的拓撲是設(shè)計傳感器網(wǎng)絡(luò)的重點問題。同時，由于靜態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點會導(dǎo)致熱區(qū)問題，嚴重影響著網(wǎng)絡(luò)的壽命，因此如何延長網(wǎng)絡(luò)生存期也是需要研究的重點問題。
　　本文首先對層次分簇算法HEED(Hybrid Energy-Efficient Distributed Clustering)進行改進，形成一種新

2、的算法HEED_A(HEED_Advanced)。在該算法中將連通度因子加入簇頭選舉，形成更加合理的分簇拓撲，并加強算法的健壯性；對原算法中每次重新劃分簇時都會產(chǎn)生大量廣播消息這一缺陷進行改進。針對熱區(qū)問題，提出了基于分簇結(jié)構(gòu)的移動sink路由算法(簡稱為CRA_MS)。sink節(jié)點在圓形檢測區(qū)域內(nèi)移動，首先根據(jù)路徑內(nèi)外數(shù)據(jù)傳輸能耗均衡的思想計算出sink的移動路徑。然后考慮sink節(jié)點的發(fā)射半徑，在其移動路徑上設(shè)置一個環(huán)形數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，

3、并將移動sink路由分為兩部分:緩沖區(qū)內(nèi)路由和緩沖區(qū)外路由。CRA_MS算法采用最短路徑樹方式設(shè)計緩沖區(qū)外路由，緩沖區(qū)內(nèi)路由研究了簇頭節(jié)點subsink的負載與緩沖區(qū)所在位置和大小的關(guān)系。在CRA_MS1中研究了改進的緩沖區(qū)外路由，即subsink節(jié)點的選擇問題。建立一個最大數(shù)據(jù)量最小能量模型來描述該問題，使用遺傳算法對其求解，通過染色體的編碼、交叉、變異操作，取得符合條件的解。最后通過仿真表明:改進的算法在數(shù)據(jù)采集能耗、網(wǎng)絡(luò)生存周期方