基于無(wú)線Mesh的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模擬與研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)整合了分布式信息處理技術(shù),嵌入式計(jì)算技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、傳感器技術(shù)等,被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域,是二十一世紀(jì)最具有影響力的技術(shù)之一。無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與傳統(tǒng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不同,是一種多跳網(wǎng)絡(luò),靈活的結(jié)構(gòu)可以使它組成混合型Mesh網(wǎng)絡(luò),能充分發(fā)揮其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)均為目前研究的熱點(diǎn),將無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)引入到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),兩者的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合使得傳感器網(wǎng)絡(luò)具有更好的網(wǎng)絡(luò)性能,這將會(huì)成為新的研究方

2、向之一。
　　 本文是圍繞基于無(wú)線Mesh的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型展開(kāi)研究的。我們?cè)诜治隽爽F(xiàn)有傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與算法仿真模型的基礎(chǔ)上,將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與無(wú)線Mesh技術(shù)相結(jié)合,研究基于無(wú)線Mesh的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型,該模型能有效降低節(jié)點(diǎn)通信能量消耗與延遲網(wǎng)絡(luò)壽命。然后我們針對(duì)該模型,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)部署策略與基于Q-leanring的GEAR路由改進(jìn)算法。在本文我們主要做了三個(gè)方面的工作:
　　 1.我們?cè)敿?xì)介紹了基于無(wú)

3、線Mesh的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型的總體框架、功能模塊以及節(jié)點(diǎn)模型,通過(guò)OMNet++仿真工具實(shí)現(xiàn)仿真,并與多Sink節(jié)點(diǎn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了通信能量消耗比較,仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明模型在通信能量消耗方面要較優(yōu)于多Sink節(jié)點(diǎn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
　　 2.使用重部署的節(jié)點(diǎn)部署策略,傳感節(jié)點(diǎn)采用隨即部署,并用Voronoi劃分來(lái)篩選冗余節(jié)點(diǎn),計(jì)算完全覆蓋目標(biāo)區(qū)域所需的最少節(jié)點(diǎn)集,重點(diǎn)研究Mesh節(jié)點(diǎn)確定性部署策略,建立新的數(shù)學(xué)模型,使用遺

4、傳算法來(lái)解決部署問(wèn)題,得出最佳的節(jié)點(diǎn)位置組合。遺傳算法的重點(diǎn)是適應(yīng)度函數(shù)與編碼方式,我們根據(jù)問(wèn)題設(shè)計(jì)了一個(gè)能夠同時(shí)反映連通性與位置最優(yōu)性的適應(yīng)度函數(shù),并采用節(jié)點(diǎn)位置組合序列進(jìn)行編碼,以實(shí)現(xiàn)遺傳算法。通過(guò)節(jié)點(diǎn)部署仿真實(shí)驗(yàn)我們得出活動(dòng)節(jié)點(diǎn)集與最佳Mesh節(jié)點(diǎn)位置組合。
　　 3.我們將GEAR算法與Q-learning相結(jié)合,提出了一種GEAR改進(jìn)算法,節(jié)點(diǎn)根據(jù)Q值來(lái)選擇下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡功能。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況,進(jìn)行