特定環(huán)境下無線傳感器網絡的組播路由算法研究.pdf

1、無線傳感器網絡是一種特殊的無線自組網絡，由大量體積小、廉價的、計算和存儲能力及通信能力都有限的節(jié)點組成的多跳、臨時性自治系統(tǒng)。網絡能廣泛應用于災難求助、臨時會議、戰(zhàn)場偵查等場合。這些應用有一個共同的特征，就是采用一到多或多到多的數據傳輸形式。如果利用單播或者廣播來實現這些應用，就會增大網絡的信息傳輸量并且阻塞網絡。而采用組播通信，不僅能減輕發(fā)送端系統(tǒng)的處理負荷，也降低了網絡帶寬的使用。因此，對于通信帶寬、能量等極其受限的無線傳感器網絡來

2、說，采用組播通信機制來實現傳感器網絡的路由問題是十分必要的。目前所提出的多種組播路由協(xié)議都有這樣或那樣的缺點，其原因是無線傳感器網絡本身所固有的特點和應用的不同環(huán)境，使得設計一個能應用于所有環(huán)境的通用協(xié)議是非常困難的。 組播路由協(xié)議中樹型結構數據轉發(fā)快，但不適合拓撲變化頻繁的網絡；網格型結構有較好的強健性，但開銷和負載大；而混合型結構太復雜，這無疑為組播路由協(xié)議的研究帶來沉重的思考。針對不同環(huán)境監(jiān)控，本論文中分別提出了適用于森林

3、和礦井環(huán)境的組播路由算法。對于森林區(qū)域監(jiān)控，在這種環(huán)境中假定節(jié)點的位置已知，提出一種基于區(qū)域的分簇型組播路由算法，算法的基本原則是首先把整個森林區(qū)域分為虛擬的單元格，在每個單元格中選擇最有能力承擔核心(簇首)的節(jié)點，利用簇首之間的通信來搭建組播樹。該算法能大大減少樹的大小，特別是適用于規(guī)模較大的網絡，還能使簇首均勻的分布在監(jiān)測區(qū)域內，能有效的延長網絡生命周期，并能使網絡能量消耗最小化。而對于礦井區(qū)域監(jiān)控，在這種環(huán)境中假定節(jié)點一部分已經固