無線傳感器網(wǎng)絡中虛擬能量自適應成簇協(xié)議研究.pdf

1、在無線傳感器網(wǎng)絡(wireless sensor networks，WSN)中，基于簇的網(wǎng)絡拓撲結構不僅能減少長距離的通信，而且還能對傳送到基站的數(shù)據(jù)進行融合，因此它是能量有效的。但是由于簇頭承擔了大量的工作，能量將會很快耗盡，從而影響網(wǎng)絡的存活時間。所以，設計一種能量負載均衡的成簇協(xié)議尤為關鍵。本文正是基于此問題展開了研究。
　　 本文的主要內容包括以下幾點：
　　 (1)研究了無線傳感器網(wǎng)絡的成簇協(xié)議，即傳感器節(jié)點在

2、布置到監(jiān)測區(qū)域后，如何進行簇頭的選舉、簇規(guī)模的劃分，何時啟動簇頭的輪轉，以及如何選擇一個合適的新簇頭。并針對經(jīng)典的自適應成簇協(xié)議LEACH(Low-Energy Adaptive ClusteringHierarchy)及其改進的方法進行了分析。
　　 (2)提出了基于虛擬能量的自適應成簇協(xié)議VEAC(Cirtual Energy Based AdaptiveClustering Protocol)。本協(xié)議采用能量驅動的簇頭輪轉

3、策略，簇頭剩余能量下降到閾值時啟動簇頭輪轉。當前簇頭根據(jù)成員節(jié)點的地理位置和虛擬能量(通過本地計算得到)在本地簇中選擇新的簇頭，避免了頻繁的網(wǎng)絡能量狀況查詢。不同簇之間簇頭輪轉異步發(fā)生，不需要重組簇，簇結構的維護被局部化和簡單化。仿真實驗結果證明了無論是在同構或是異構網(wǎng)絡，VEAC能很好地均衡網(wǎng)絡能量負載，明顯減少頻繁能量查詢帶來的延時和能耗，并延長網(wǎng)絡存活時間。
　　 (3)設計了一種最優(yōu)能量閾值的搜索方法。因為簇頭何時輪轉由