無線傳感器網(wǎng)絡(luò)地理位置路由相關(guān)技術(shù)研究.pdf

1、如何減少路由信息接力式長距離傳送，是節(jié)省用電、提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點壽命的關(guān)鍵因素；如何用較少投入實現(xiàn)對廣闊地域的管理和監(jiān)控，是人類與自然和諧相處的重要技術(shù)問題。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、衛(wèi)星定位通信技術(shù)的快速發(fā)展，我們已經(jīng)越來越有信心采用現(xiàn)代科學(xué)理論去研究新的實用技術(shù)，以解決過去難以解決的上述問題。 中國是一個幅員遼闊的大國，但又是一個人口密集區(qū)域與人口稀疏區(qū)域并存的大國，特別是中國西部，6％的人口擁有57％的國土。實現(xiàn)森林防火

2、、災(zāi)情監(jiān)測、動物運動反饋等工作，需要考慮新的技術(shù)手段。這類業(yè)務(wù)有兩個共同的特點：一是監(jiān)控點量大面廣，需要部署龐大的信息采集設(shè)施；二是距離遙遠，需要迅速完成信息傳遞。基于定位通信衛(wèi)星的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是實現(xiàn)這類業(yè)務(wù)的最佳技術(shù)方式，而《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)地理位置路由相關(guān)技術(shù)研究》的論文則是實現(xiàn)這一技術(shù)的最新探索。主要內(nèi)容如下： 1）在描述國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)地理位置路由技術(shù)和衛(wèi)星定位通信技術(shù)相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，提出了將這兩種技術(shù)

3、相結(jié)合而研發(fā)新型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)地理位置路由相關(guān)技術(shù)NGRT（New Gcographieal Routing Technology）的設(shè)想。這一技術(shù)包含五項研究：空地結(jié)合的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)；基于導(dǎo)航衛(wèi)星的節(jié)點綜合定位算法、基于北斗衛(wèi)星的地理位置路由算法、地理位置路由安全信任算法、相關(guān)算法的復(fù)雜性分析。 2）敘述了進行此項研究所涉及的基礎(chǔ)理論及算法測試模型，包括圖論、離散與隨機數(shù)學(xué)、最優(yōu)化理論和幾個經(jīng)典的算法，靜態(tài)固定拓撲結(jié)

4、構(gòu)的路由算法的仿真模型和測試方法、移動節(jié)點地理位置路由算法的仿真模型和測試方法、目的結(jié)點動態(tài)加入/退出地理位置會話的離散事件仿真模型。 3）提出了新型空地結(jié)合的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)的設(shè)想。此設(shè)想是在分析了衛(wèi)星定位技術(shù)及衛(wèi)星通信技術(shù)對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點位置的確定及路由信息傳輸?shù)挠绊懞蟮贸龅摹Ｔ诒容^了四種定位衛(wèi)星的特性后，發(fā)現(xiàn)采用我國主導(dǎo)的北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，不但可以快速實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的地理位置定位，而且可以雙向傳輸坐標等地理位置路

5、由信息。 4）在分析以往無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點自身相對定位算法研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合衛(wèi)星空地絕對定位技術(shù)和遺傳禁忌數(shù)學(xué)算法提出了GATS-LS綜合定位數(shù)學(xué)模型及算法，并經(jīng)理論分析與仿真，證明其具有較好的性能，特別是在節(jié)點數(shù)量較少時（區(qū)域廣大時）的效果尤為明顯。 5）提出了基于北斗衛(wèi)星的新型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)地理位置路由算法。通過對多種地理路由協(xié)議算法進行理論分析，指出定位精度對路由算法的影響?；谶@個思想，構(gòu)建了一個節(jié)點區(qū)簇布撒及地

6、理位置路由傳輸模型，簇頭集成了具備雙向通信功能的北斗衛(wèi)星終端器件，簇頭坐標確定及路由信息傳輸由衛(wèi)星系統(tǒng)完成，區(qū)簇內(nèi)節(jié)點位置確定及路由信息傳輸由優(yōu)化的區(qū)簇內(nèi)相對位置路由算法完成。該算法采用基本蟻群數(shù)學(xué)算法并引入方向因子予以優(yōu)化，從理論上對算法正確性及性能特點進行了分析，并進行了仿真測試。改進后的算法不但能正確地完成路由選擇，而且所形成的效益與其它同類算法相比得到了最大限度的提升。 6）提出了引入信任機制的多路徑路由算法。為解決衛(wèi)星