無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議的研究與仿真.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network簡稱為WSN)作為一種全新的信息獲取和處理的技術(shù)，已經(jīng)在軍事、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家居、空間探索等方面取得廣泛的應(yīng)用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無線通信方式自組織形成網(wǎng)絡(luò)，能夠協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，并將這些信息傳送到基站。它不需要固定的網(wǎng)絡(luò)支持，具有快速展開、抗毀性強(qiáng)等特點(diǎn)，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
　　 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由許

2、多具有低功率無線收發(fā)裝置的傳感器節(jié)點(diǎn)組成。由于節(jié)點(diǎn)能量有限，且節(jié)點(diǎn)一般處于比較惡劣的環(huán)境中，不能進(jìn)行能量補(bǔ)充，因此高效利用能量是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究的重點(diǎn)。本文通過對(duì)LEACH協(xié)議的分析和研究，針對(duì)LEACH協(xié)議中一些缺點(diǎn)，提出一種改進(jìn)算法。
　　 改進(jìn)算法主要包括兩個(gè)算法，分別是基于負(fù)載均衡和剩余能量的分簇算法和基于貪婪算法的多跳路由算法?；谪?fù)載均衡和剩余能量的分簇算法針對(duì)LEACH協(xié)議簇頭選擇、簇規(guī)模以及單跳路由三個(gè)

3、方面的缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，主要內(nèi)容如下：
　　 (1)在簇頭選擇中，除第一輪隨機(jī)選擇簇頭外，在以后的輪中選取簇中剩余能量最多的節(jié)點(diǎn)來擔(dān)當(dāng)簇頭，由于簇頭節(jié)點(diǎn)要消耗較多能量，選擇節(jié)點(diǎn)剩余能量最大的節(jié)點(diǎn)來擔(dān)當(dāng)簇頭，這樣可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。
　　 (2)針對(duì)單跳路由的缺點(diǎn)，改進(jìn)后的算法將簇頭節(jié)點(diǎn)分為近節(jié)點(diǎn)簇頭和遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)簇頭，近節(jié)點(diǎn)簇頭直接和基站通信，遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)簇頭通過近節(jié)點(diǎn)簇頭和基站進(jìn)行通信，這樣可以避免因長距離的通信而消耗大量能量。

4、　　 (3)在簇的規(guī)模上，為避免簇節(jié)點(diǎn)數(shù)太多而造成的負(fù)載不均衡，對(duì)近節(jié)點(diǎn)簇和遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)簇的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)進(jìn)行限定，并且近節(jié)點(diǎn)簇頭要對(duì)遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)簇頭進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和轉(zhuǎn)發(fā)，要消耗多一些能量，因此近節(jié)點(diǎn)簇最大節(jié)點(diǎn)數(shù)要比遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)簇最大節(jié)點(diǎn)數(shù)要少，這樣可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。
　　 基于貪婪算法的多跳路由算法是選擇近節(jié)點(diǎn)簇頭和遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)簇頭之間的通信路徑，采用距離近節(jié)點(diǎn)簇頭最近的遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)簇頭來作為近節(jié)點(diǎn)簇頭下一跳，遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)簇頭選擇離它距離最近的遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)簇頭作為下