基于數(shù)據(jù)收集的無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議的研究與改進.pdf

1、在無線通信技術、低功耗處理器和芯片制造技術飛速發(fā)展的今天，伴隨著各種實際應用的需求，無線傳感器網(wǎng)絡應運而生了。由于它的低成本，適應性強，功能強大等特點，能夠很大程度的提高我們對環(huán)境的監(jiān)控能力，在軍事，環(huán)保，生產(chǎn)，醫(yī)藥，智能空間等領域都具有廣闊的應用前景。 國內(nèi)外對無線傳感器網(wǎng)絡展開了廣泛的研究，一是利用微機電系統(tǒng)技術設計小型化的節(jié)點設備；另一個就是協(xié)議棧的設計。從網(wǎng)絡分層模型的角度來看，熱點集中在網(wǎng)絡層和鏈路層。人們曾一度認為成

2、熟的Internet技術加上無線Ad-hoc網(wǎng)絡路由機制對無線傳感器網(wǎng)絡的設計是足夠充分的，然而深入的研究表明無線傳感器網(wǎng)絡與Ad-hoc網(wǎng)絡有著明顯的差別，因而需要在已有的基礎上找出適合無線傳感器網(wǎng)絡的路由協(xié)議和鏈路層協(xié)議。 同時無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點供應能量的電池體型較小，運行環(huán)境惡劣，一旦布網(wǎng)能源無法代替，網(wǎng)絡的能源問題無疑是限制網(wǎng)絡技術應用的一個瓶頸。如何在給定節(jié)點能量的前提下充分發(fā)揮電源有效性，延長網(wǎng)絡壽命，選擇一種最優(yōu)化

3、的路由通信協(xié)議是一個關鍵問題，有著非常重大的意義。 考慮到上述的研究熱點，本文即是從這幾個方面出發(fā)，首先對現(xiàn)有的路由協(xié)議進行了介紹，簡要分析了其在節(jié)省功耗，優(yōu)化網(wǎng)絡性能方面所采取的有效措施及優(yōu)缺點；其次根據(jù)自己的認識闡述了路由協(xié)議應以應用為研究前提，為后續(xù)研究方便提出了另一種路由協(xié)議的分類即逐跳路由協(xié)議和基于數(shù)據(jù)收集的路由協(xié)議，并比較了兩類路由協(xié)議的優(yōu)劣；再次重點分析了基于數(shù)據(jù)收集的路由協(xié)議LEACH，TEEN，PEGASIS的

4、工作原理和系統(tǒng)仿真設計(LEACH是一種自適應分簇的層次路由協(xié)議；TEEN是第一個針對于響應型的網(wǎng)絡提出且發(fā)展起來的協(xié)議，利用特征門限制的設置對監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集進行了抑制；PEGASIS是改進LEACH成簇方式為成鏈數(shù)據(jù)收集的高效路由協(xié)議)，針對于LEACH選簇時隨機數(shù)惡劣的問題提出了虛輪數(shù)強制成簇的改進算法，并在PEGASIS中第一次引入了睡眠機制；最后給出了數(shù)據(jù)收集路由協(xié)議的仿真實現(xiàn)，仿真結(jié)果并比較了各協(xié)議之間的性能。 論文的