無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議的研究與模擬實(shí)現(xiàn).pdf

1、在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)層的路由技術(shù)對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期至關(guān)重要。分簇路由具有拓?fù)涔芾矸奖?、能量利用高效、?shù)據(jù)融合簡單等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前重點(diǎn)研究的路由技術(shù)。本文首先分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由機(jī)制，著重從簇頭的產(chǎn)生、簇的形成和簇的路由角度系統(tǒng)地描述了當(dāng)前典型的分簇路由算法，并比較和分析了這些算法的特點(diǎn)和適用情況。 然后提出了一種基于不均勻簇的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊協(xié)議。把無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)組織成簇能夠有效地利用節(jié)

2、點(diǎn)有限能量獲得較長生命周期，但是，以往的研究在簇頭產(chǎn)生后采用隨機(jī)成簇策略，然后在簇頭節(jié)點(diǎn)之間建立一棵最優(yōu)路由樹，這樣離基站近的簇頭節(jié)點(diǎn)將消耗更多的能量，因?yàn)橐D(zhuǎn)發(fā)離基站遠(yuǎn)的簇頭節(jié)點(diǎn)聚合后的數(shù)據(jù)。針對這一特性，本文提出的基于不均勻簇的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊協(xié)議(UCP)在成簇時將離基站較近的簇分配少的簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)，而將離基站較遠(yuǎn)的簇分配更多的簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)。這樣，離基站較遠(yuǎn)的簇頭節(jié)點(diǎn)相比離基站較近的簇頭節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)聚合時會消耗更多的能量，但是由于離基

3、站近的簇不僅要聚合簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，而且還要轉(zhuǎn)發(fā)離基站較遠(yuǎn)的簇頭聚合后的數(shù)據(jù)，相比之下，能量的消耗會趨近平衡，而總體上每輪消耗的能量會更少。模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，UCP生命周期比LEACH生命周期好13％-16％。 最后提出了一種基于覆蓋集的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊協(xié)議。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)一般具有高密度部署和節(jié)點(diǎn)能量受限的特點(diǎn)，通常采用工作節(jié)點(diǎn)密度控制算法和節(jié)點(diǎn)狀態(tài)調(diào)度機(jī)制，以達(dá)到在保證覆蓋的前提下減小能耗和延長網(wǎng)絡(luò)壽命的目的。在深入分析了