基于能耗均衡的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)層次路由協(xié)議設(shè)計(jì).pdf

1、在大規(guī)模的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)基本上采用無源節(jié)點(diǎn)并使用電池供電。因此，節(jié)點(diǎn)自身能量的有限性與通信距離的局限性將直接影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生命周期。路由協(xié)議作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心內(nèi)容，其優(yōu)化不僅可以有效地均衡網(wǎng)絡(luò)的能耗，更能有效地提升整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生命周期。其中層次路由協(xié)議引入了分簇的概念，不需要維護(hù)大量的路由信息，更適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。為了彌補(bǔ)傳感器節(jié)點(diǎn)自身物理特性的不足，本著均衡網(wǎng)絡(luò)的能耗與提升網(wǎng)絡(luò)的生命周期的目的，設(shè)計(jì)的層次路由協(xié)議

2、應(yīng)當(dāng)盡量的簡單有效。
　　 本文通過分析經(jīng)典的層次路由協(xié)議，并針對(duì)這些層次路由協(xié)議的主要特點(diǎn)和存在的缺陷，提出了一種基于全網(wǎng)能耗均衡的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)層次路由協(xié)議，即EEOM協(xié)議。該協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)初始化階段結(jié)合節(jié)點(diǎn)的能量及坐標(biāo)信息設(shè)計(jì)了合理的分層和組簇規(guī)則，并在數(shù)據(jù)傳輸階段采用簇間多跳的方式進(jìn)行傳輸。其中，在網(wǎng)絡(luò)初始化階段的簇首選舉過程中，為了保證選舉出的簇首均勻地分布在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，且選舉出的簇首的數(shù)目盡量地接近于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)最優(yōu)簇首的個(gè)數(shù)

3、而采取了集中式的選舉策略。在簇的形成階段，設(shè)計(jì)了一個(gè)加權(quán)函數(shù)，節(jié)點(diǎn)加入簇首并組建成簇時(shí)不僅要考慮到自身的能量消耗，而且還要考慮簇首節(jié)點(diǎn)的剩余能量。通過這種方法不僅使自身能量水平得到提高，還可以有效的均衡網(wǎng)絡(luò)的能耗。在路由搭建階段中采用簇內(nèi)單跳與簇間多跳的策略，保證數(shù)據(jù)能夠有效、實(shí)時(shí)地傳遞到基站且消耗的能量較少。另外引入了簇首的重構(gòu)概念，從而避免了輪循組簇方式的出現(xiàn)。
　　 本文最后通過MATLAB對(duì)EEOM、LEACH和EECS