無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)調(diào)度算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網(wǎng)絡(luò)，具有低功耗、低成本及易于部署的特性，在軍事安全、環(huán)境監(jiān)測、遠(yuǎn)程醫(yī)療等諸多領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點(diǎn)能量有限，難以滿足網(wǎng)絡(luò)長期穩(wěn)定運(yùn)行的應(yīng)用需求，限制了傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。用能量有限的節(jié)點(diǎn)實現(xiàn)期望的網(wǎng)絡(luò)生命期，成為傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中最關(guān)心的問題。目前最常見也是最直接的解決方法就是節(jié)點(diǎn)休眠調(diào)度策略：利用網(wǎng)絡(luò)部署的冗余性，通過保持冗余節(jié)點(diǎn)休眠，

2、節(jié)省節(jié)點(diǎn)能耗，延長網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的生存期。 本文基于IEEE802.11MAC協(xié)議，針對如何在滿足應(yīng)用需求的同時，提高網(wǎng)絡(luò)生存期，開展了以下研究工作： 針對目前缺少兼顧網(wǎng)絡(luò)區(qū)域覆蓋、網(wǎng)絡(luò)連通和節(jié)點(diǎn)保護(hù)的節(jié)點(diǎn)調(diào)度策略，提出一種基于分布式節(jié)點(diǎn)冗余性判定機(jī)制的節(jié)點(diǎn)休眠調(diào)度策略--ECNS算法。ECNS中，節(jié)點(diǎn)通過局部通訊獲取局部拓?fù)湫畔?，并利用該信息?dú)立地判定其冗余性；冗余節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠狀態(tài)，其余節(jié)點(diǎn)則處于活躍狀態(tài)，感知并傳輸數(shù)據(jù)。通

3、過關(guān)閉冗余節(jié)點(diǎn)，ECNS可以在滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋、連通以及節(jié)點(diǎn)自我保護(hù)的同時，有效的延長網(wǎng)絡(luò)生存期。ECNS可以有效地平衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的負(fù)載和能耗，具有分布式的實現(xiàn)方式和低通訊代價及低計算復(fù)雜度。通過與分簇式的路由協(xié)議LEACH相結(jié)合，對ECNS的性能進(jìn)行了評估，仿真實驗表明，與未使用ECNS的LEACH協(xié)議相比，ECNS可有效降低節(jié)點(diǎn)能耗，延長網(wǎng)絡(luò)生存期。 針對多孤立目標(biāo)連續(xù)監(jiān)控的傳感器網(wǎng)絡(luò)，本文提出一種分布式的節(jié)點(diǎn)休眠調(diào)度策略--C

4、TMNS算法，以提高該類網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)能量利用率，延長網(wǎng)絡(luò)生存期。該算法可以對網(wǎng)絡(luò)中多個孤立目標(biāo)提供連續(xù)監(jiān)控，允許不同的目標(biāo)有不同的期望覆蓋度。在CTMNS中，每個傳感器節(jié)點(diǎn)都關(guān)聯(lián)一個與節(jié)點(diǎn)分布和剩余能量相關(guān)的權(quán)值，節(jié)點(diǎn)可以獨(dú)立地計算其關(guān)聯(lián)權(quán)值大小，并通過局部通信計算權(quán)值在臨近節(jié)點(diǎn)中的排序，利用節(jié)點(diǎn)冗余性判定機(jī)制，節(jié)點(diǎn)根據(jù)排序結(jié)果判定其冗余性，冗余性為真的節(jié)點(diǎn)關(guān)閉電源處于休眠狀態(tài)，其余節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步利用CTMNS決定是否保持活躍，以滿足對目標(biāo)的