基于數(shù)據(jù)收集的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究與改進(jìn).pdf

1、在無線通信技術(shù)、低功耗處理器和芯片制造技術(shù)飛速發(fā)展的今天，伴隨著各種實(shí)際應(yīng)用的需求，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生了。由于它的低成本，適應(yīng)性強(qiáng)，功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，能夠很大程度的提高我們對環(huán)境的監(jiān)控能力，在軍事，環(huán)保，生產(chǎn)，醫(yī)藥，智能空間等領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景。 國內(nèi)外對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)展開了廣泛的研究，一是利用微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)小型化的節(jié)點(diǎn)設(shè)備；另一個(gè)就是協(xié)議棧的設(shè)計(jì)。從網(wǎng)絡(luò)分層模型的角度來看，熱點(diǎn)集中在網(wǎng)絡(luò)層和鏈路層。人們曾一度認(rèn)為成

2、熟的Internet技術(shù)加上無線Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)路由機(jī)制對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)是足夠充分的，然而深入的研究表明無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)有著明顯的差別，因而需要在已有的基礎(chǔ)上找出適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議和鏈路層協(xié)議。 同時(shí)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)供應(yīng)能量的電池體型較小，運(yùn)行環(huán)境惡劣，一旦布網(wǎng)能源無法代替，網(wǎng)絡(luò)的能源問題無疑是限制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)瓶頸。如何在給定節(jié)點(diǎn)能量的前提下充分發(fā)揮電源有效性，延長網(wǎng)絡(luò)壽命，選擇一種最優(yōu)化

3、的路由通信協(xié)議是一個(gè)關(guān)鍵問題，有著非常重大的意義。 考慮到上述的研究熱點(diǎn)，本文即是從這幾個(gè)方面出發(fā)，首先對現(xiàn)有的路由協(xié)議進(jìn)行了介紹，簡要分析了其在節(jié)省功耗，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能方面所采取的有效措施及優(yōu)缺點(diǎn)；其次根據(jù)自己的認(rèn)識闡述了路由協(xié)議應(yīng)以應(yīng)用為研究前提，為后續(xù)研究方便提出了另一種路由協(xié)議的分類即逐跳路由協(xié)議和基于數(shù)據(jù)收集的路由協(xié)議，并比較了兩類路由協(xié)議的優(yōu)劣；再次重點(diǎn)分析了基于數(shù)據(jù)收集的路由協(xié)議LEACH，TEEN，PEGASIS的

4、工作原理和系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)(LEACH是一種自適應(yīng)分簇的層次路由協(xié)議；TEEN是第一個(gè)針對于響應(yīng)型的網(wǎng)絡(luò)提出且發(fā)展起來的協(xié)議，利用特征門限制的設(shè)置對監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集進(jìn)行了抑制；PEGASIS是改進(jìn)LEACH成簇方式為成鏈數(shù)據(jù)收集的高效路由協(xié)議)，針對于LEACH選簇時(shí)隨機(jī)數(shù)惡劣的問題提出了虛輪數(shù)強(qiáng)制成簇的改進(jìn)算法，并在PEGASIS中第一次引入了睡眠機(jī)制；最后給出了數(shù)據(jù)收集路由協(xié)議的仿真實(shí)現(xiàn)，仿真結(jié)果并比較了各協(xié)議之間的性能。 論文的