無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于聚類的層次路由協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，簡(jiǎn)稱WSN)是一種新型網(wǎng)絡(luò)。它集數(shù)據(jù)的采集、傳輸、融合分析于一體，能夠有效地把物理世界與數(shù)字世界連接起來，為實(shí)現(xiàn)普適計(jì)算打下基礎(chǔ)。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事、醫(yī)療救護(hù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等諸多領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用價(jià)值。 本文介紹了無線傳感網(wǎng)絡(luò)的研究背景、應(yīng)用現(xiàn)狀和研究進(jìn)展，描述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)和主要特點(diǎn)，概述了實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、通信協(xié)議和路由機(jī)制等方面設(shè)計(jì)策

2、略和技術(shù)路線。 本文重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的分簇路由協(xié)議。它具有高效率、低能耗和自適應(yīng)等特點(diǎn)，已成為當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究的熱點(diǎn)。LEACH協(xié)議是分簇路由協(xié)議的典型代表.本文針對(duì)LEACH協(xié)議簇頭隨機(jī)分布不均勻的缺點(diǎn)，提出了一種改進(jìn)算法LEACH-CLUSTER。該算法引入聚類思想進(jìn)行分簇，改善了網(wǎng)絡(luò)的簇形結(jié)構(gòu)：在簇頭選擇上，增加了節(jié)點(diǎn)能量與位置的相關(guān)因素，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。 本文分析了無線傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)

3、構(gòu)和工作原理，研究了無線傳感器節(jié)點(diǎn)的工作能耗，闡述了傳感器節(jié)點(diǎn)的通信協(xié)議及其通信流程。用GAINZ節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)收發(fā)和休眠狀態(tài)的能耗進(jìn)行了監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果驗(yàn)證了節(jié)點(diǎn)的能耗情況。 最后本文采用MATLAB和NS2仿真工具對(duì)LEACH-CLUSTER算法進(jìn)行了仿真，并與IEACH作了分析比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，LEACH-CLUSTER協(xié)議可有效地延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生命周期，特別在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分布不均勻，疏密程度差別較大的情況下性能更加優(yōu)越。