基于梯度的無線傳感器網絡路由算法的研究.pdf

1、近些年來，無線傳感器技術得到了迅速的發(fā)展。由于無線傳感器網絡WSN(Wirless Sensor Networks)在實時數據采集以及無線信息傳輸等很多領域，具有操作簡單、方便靈活特點，已成為環(huán)境監(jiān)測、智能交通及家居控制等方面的重要組成部分。傳感器節(jié)點因受到物理體積小、電池容量有限和監(jiān)測環(huán)境較險惡等因素的制約和限制，設計出高效的無線傳感路由協議必須維持較小的路由表信息，因此增加傳感器網絡的可擴展性和延長使用壽命，成為當前首要研究目標。鑒

2、于其本身的獨特性，傳統(tǒng)的無線傳感器路由相關技術，并不適應于現代無線傳感網絡。學術界對無線傳感器網絡的關注與日俱增，對路由算法各個方面的研究與創(chuàng)新層出不窮。目前，在層次型無線傳感器網絡路由協議的研究范疇，比較有代表性的路由算法有：LEACH算法和在此基礎上改進的路由算法。
　　為了充分利用無線傳感器節(jié)點能量，延長網絡使用壽命，本文基于LEACH算法基礎上進行了改進，提出基于梯度的多跳路由改進算法LEACH-LMT(LEACH-Lev

3、el Multi-hop Transmission)。
　　LEACH-LMT算法的主要思想是：首先，在需要監(jiān)測的區(qū)域內部，固定匯聚節(jié)點(Sink)和無線傳感器節(jié)點，為每個節(jié)點設置對應的梯度；簇首選舉階段，為了對簇首的數目進行優(yōu)化，通過公式推導，計算出最優(yōu)簇首數目；選舉閾值考慮節(jié)點的梯度值、剩余能量以及鄰居節(jié)點個數等綜合因素，使簇首分布更加合理。其次，在數據傳輸階段，建立的傳輸路徑是一棵倒立的生成樹，選擇中轉節(jié)點時采用基于梯度的賦

4、權方式，權值涉及到節(jié)點的梯度、剩余能量和能量消耗的比值等優(yōu)化因子。傳感器節(jié)點把采集的數據沿著賦權生成樹傳輸到匯聚節(jié)點，避免 LEACH-EE算法可能出現迂回信息傳輸的問題，達到了優(yōu)化信息傳輸路徑，節(jié)省能量的目的。
　　本文提出的LEACH-LMT算法，采用傳感器節(jié)點整體存活量和總體能量消耗兩方面的標準進行評價，使用 MATLAB工具進行仿真實驗。由仿真實驗結果中得出結論：本論文提出的LEACH-LMT算法，與 LEACH算法和LE