鏈狀線型WSN中基于梯度的分簇成鏈算法研究.pdf

1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterClusteringintoALinkBasedonGradientinTheChainLinearWSNByXiao—huiFanSupervisor：AssociateProfYannianWangComputerApplicationTechnologyCollegeofInformationandEngineerin

2、gMarch2013摘要摘要鏈狀線型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種特殊類型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，廣泛應(yīng)用于高速公路，河流，火車鐵軌，輸變電線等領(lǐng)域的監(jiān)測(cè)，主要特點(diǎn)是，數(shù)據(jù)傳輸距離遠(yuǎn)且路徑單一，網(wǎng)絡(luò)中一般會(huì)有多個(gè)Sink節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)處理的信息量大。如何降低節(jié)點(diǎn)傳輸能耗，節(jié)省節(jié)點(diǎn)能量，延長網(wǎng)絡(luò)生命周期是鏈狀線型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)。本文針對(duì)鏈狀線型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中多Sink的特點(diǎn)，結(jié)合已有傳感器網(wǎng)絡(luò)的分層路由技術(shù)，提出了一種基于梯度的分簇成鏈算法CLB

3、G(ClusteringintoLinkBasedonGradient)，其思想是以Sink節(jié)點(diǎn)的通信半徑建立梯度場(chǎng)，節(jié)點(diǎn)根據(jù)所處梯度是否相同進(jìn)行成簇，成簇后，簇中節(jié)點(diǎn)以簇頭為首成鏈。該算法主要可分為四部分：梯度建立階段、成簇階段、簇中成鏈階段以及簇問路由階段。CLBG主要在兩方面降低了節(jié)點(diǎn)能耗，一方面，利用梯度的方式成簇后，節(jié)點(diǎn)能夠向距離最近的Sink傳輸數(shù)據(jù)，縮短了數(shù)據(jù)傳輸距離，進(jìn)而減少了傳輸能耗；另一方面由于網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)位置相對(duì)集

4、中，采集的數(shù)據(jù)相似性較大，因此CLBG選擇采用數(shù)據(jù)融合技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)處理，降低了節(jié)點(diǎn)因傳輸大量的數(shù)據(jù)引發(fā)的能量損失。CLBG分簇算法的另一個(gè)特點(diǎn)在于，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，利用該算法可反向建立傳輸鏈路，保證數(shù)據(jù)的及時(shí)傳輸，避免因鏈路問題對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。為了?yàn)證CLBG分簇協(xié)議算法的性能，本文采用NS2網(wǎng)絡(luò)模擬工具，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，并與傳統(tǒng)經(jīng)典分簇算法LEACH和PEGASIS在節(jié)點(diǎn)剩余能量，剩余節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)以及數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延三個(gè)方