基于能量和均衡分簇的WSN自適應(yīng)路由協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量資源受限的傳感器節(jié)點通過無線方式自組織構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。它能夠應(yīng)用在惡劣甚至人們無法靠近的危險環(huán)境中，如防恐、野生環(huán)境監(jiān)測、軍事偵察、地震探測、礦井安全監(jiān)測等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將會在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。
　　 近年來，基于MEMS的傳感器技術(shù)、低能量模擬/數(shù)字電子器件和低能量RadioFrequency設(shè)計的發(fā)展使得相對便宜和低能量的無線傳感器的發(fā)展成為現(xiàn)實。隨著傳感器節(jié)點的硬件性能不斷增強，節(jié)

2、點的計算能力、存儲能力、通信能力和電池供電能力等都得到了很大的提高。但是，網(wǎng)絡(luò)通常部署在惡劣甚至危險的環(huán)境中，且節(jié)點數(shù)量巨大，節(jié)點電池模塊的更換幾乎不太可能。如何在節(jié)點各方面資源受限的情況下，減少網(wǎng)絡(luò)能耗，延長網(wǎng)絡(luò)的壽命，對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的使用者具有巨大的實際意義。
　　 網(wǎng)絡(luò)層的路由協(xié)議是影響網(wǎng)絡(luò)生存周期的關(guān)鍵問題，本文在對傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議相關(guān)工作進(jìn)行總結(jié)和分析的基礎(chǔ)上，著重對分簇路由協(xié)議進(jìn)行了深入地研究。主要研究工作包含

3、以下幾個方面:
　　 (1)對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的相關(guān)研究成果進(jìn)行了綜述，按照網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類對現(xiàn)有路由協(xié)議進(jìn)行了綜合分析，歸納出各協(xié)議的原理及優(yōu)缺點，指出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的發(fā)展趨勢。
　　 (2)針對LEACH協(xié)議在選舉簇頭時未合理考慮節(jié)點剩余能量可能導(dǎo)致低能量節(jié)點成為簇頭而過早死亡以及未合理考慮簇成員數(shù)量可能導(dǎo)致簇大小不均衡的問題，提出了基于能量和均衡分簇的單跳WSN自適應(yīng)路由協(xié)議。該方法的簇頭選舉考慮

4、了節(jié)點剩余能量因素，盡量避免低能量節(jié)點被選舉為簇頭而過早死亡導(dǎo)致簇內(nèi)的數(shù)據(jù)無法到達(dá)基站，可推遲網(wǎng)絡(luò)首個節(jié)點的死亡時間并提高數(shù)據(jù)包發(fā)送成功率;同時采用了均衡化思想自適應(yīng)形成簇成員，避免成簇過大或者過小導(dǎo)致能耗不均和能耗過多，該方法可均衡并減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的能量消耗。
　　 (3)針對目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于分簇的單跳路由協(xié)議在數(shù)據(jù)傳輸階段過多地消耗簇頭節(jié)點的能量以及無法適用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的問題，提出了基于能量和均衡分簇的多跳WSN自適應(yīng)路