多層網(wǎng)狀局域連通環(huán)境WSN路由算法與節(jié)點(diǎn)定位.pdf

1、隨著智能化、網(wǎng)絡(luò)化傳感器技術(shù)的日益成熟，針對(duì)特殊場(chǎng)合的應(yīng)用的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN)引起了人們的重視與研究。路由和節(jié)點(diǎn)定位問(wèn)題是WSN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別、監(jiān)控、跟蹤等眾多應(yīng)用的前提，更是特殊場(chǎng)合WSN網(wǎng)絡(luò)研究中的重點(diǎn)問(wèn)題。 首先對(duì)現(xiàn)有的適用于自由空間的WSN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼奥酚蓞f(xié)議和節(jié)點(diǎn)定位協(xié)議進(jìn)行了分析，借鑒相應(yīng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與協(xié)議。在此為基礎(chǔ)上對(duì)多層網(wǎng)狀局域連通環(huán)境下的WSN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼奥酚珊凸?jié)點(diǎn)定位機(jī)制進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，給出了新的算法，著重

2、分析了新算法的環(huán)境適應(yīng)性和性能增益，根據(jù)應(yīng)用需求完成了仿真和相關(guān)指標(biāo)分析。 基于地下空間交通或礦井的局域性、環(huán)狀連接成網(wǎng)的、多層結(jié)構(gòu)環(huán)境中無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)既有平面局部連通分布，也有垂向分層分布，形成多層網(wǎng)狀連通的空間分布的特點(diǎn)，在經(jīng)典的分層路由LEACH算法的基礎(chǔ)上，給出了加入了蟻群優(yōu)化算法的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼奥酚煞桨?LEACH-ANT)，著重考慮算法的能量和網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間的限制。同時(shí)，給出了考慮信號(hào)衰減和建筑材料的WSN節(jié)點(diǎn)的數(shù)學(xué)模型，使

3、用改進(jìn)的RSSI和MLE進(jìn)行定位算法的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)使用迭代的方式實(shí)現(xiàn)了層內(nèi)的節(jié)點(diǎn)定位，并在層與層使用連通節(jié)點(diǎn)傳遞不同層的節(jié)點(diǎn)信息，完成三維空間的定位計(jì)算。 對(duì)以經(jīng)典的LEACH算法和傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)定位算法與LEACH-ANT網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼奥酚煞桨负透倪M(jìn)后的定位算法性能進(jìn)行了比較。仿真結(jié)果表明：在多層網(wǎng)狀局域聯(lián)通環(huán)境下，LEACH-ANT方案使得網(wǎng)絡(luò)連通節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)最優(yōu)路徑發(fā)送數(shù)據(jù)包，減少了網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)的能耗，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間；節(jié)點(diǎn)定位