無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中層次型鏈?zhǔn)铰酚蓞f(xié)議的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)通常是由大量具有自主性、且能量有限的無線傳感器節(jié)點(diǎn)組成，并隨機(jī)分布在特定的監(jiān)控區(qū)域內(nèi)執(zhí)行監(jiān)測與數(shù)據(jù)采集任務(wù)，再以特定的無線通信協(xié)議，將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送到匯聚節(jié)點(diǎn)，為監(jiān)控人員提供決策參考。基于鏈的路由協(xié)議(Chain-based Routing Protocols)有著易構(gòu)造且節(jié)能的特點(diǎn)，但也存在許多共同的缺點(diǎn)，例如：網(wǎng)絡(luò)時(shí)延(Network delaytime)與數(shù)據(jù)冗

2、余傳送(Redundant data transmission)等問題。在一些實(shí)時(shí)性的應(yīng)用中，由于鏈(Chain)的傳輸路徑過長，常造成網(wǎng)絡(luò)時(shí)延讓所采集的數(shù)據(jù)不具實(shí)時(shí)性。數(shù)據(jù)冗余傳送則是在傳遞數(shù)據(jù)的過程中，未考慮到匯聚節(jié)點(diǎn)的相對位置，以致使得數(shù)據(jù)迂回繞路傳送到匯聚節(jié)點(diǎn)，造成無謂的能量消耗。
　　 本文提出一個(gè)層次型鏈?zhǔn)铰酚蓞f(xié)議(Hierarchical Chain-based Routing Protocol)，簡稱為HCRP，

3、來改善上述缺點(diǎn)。HCRP協(xié)議利用BeamStar提供的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將監(jiān)控區(qū)域劃分為多個(gè)扇形小區(qū)域，構(gòu)造出多條并行的層次型短鏈去減少數(shù)據(jù)傳送延遲與冗余傳送路徑，在鏈頭選舉時(shí)，舍去了傳統(tǒng)輪流擔(dān)任的策略，改為選擇最大剩余能量的節(jié)點(diǎn)充當(dāng)鏈頭節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，為了避免在大規(guī)模區(qū)域內(nèi)，不同鏈頭之間數(shù)據(jù)傳送距離過長，導(dǎo)致無謂的能量消耗，本文選擇較靠近自己，且離匯聚節(jié)點(diǎn)較近的鏈頭作為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。之后通過各短鏈的鏈頭與鏈成員的并行運(yùn)行，構(gòu)造出層次型多跳的傳輸路徑，

4、達(dá)到減少網(wǎng)絡(luò)時(shí)延與數(shù)據(jù)冗余的傳送，進(jìn)而節(jié)省節(jié)點(diǎn)能量，延長網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間。
　　 為了驗(yàn)證所提出路由協(xié)議的性能，本文通過仿真實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)有相關(guān)的鏈?zhǔn)铰酚蓞f(xié)議進(jìn)行比較。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，與Enhanced PEGASIS，COSEN，與PEGASIS協(xié)議比較，本文所提出的HCRP協(xié)議在平均傳送時(shí)延約減少了5％～331％。在數(shù)據(jù)冗余傳送上，也縮短了約10～94的跳數(shù)。而在網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間上，相較于其它鏈?zhǔn)铰酚伤惴ㄖ辽倏商嵘s2％～47％；尤其在