水下無線傳感器網絡的優(yōu)化節(jié)能技術及其在海洋物流運輸中的應用.pdf

1、隨著網絡購物平臺的飛速發(fā)展，物流運輸作為購物的重要部分，其安全關乎著物流和購物的完整性。同時，基于水下無線傳感器網絡的應用也越來越廣泛，其中最重要的一個就是監(jiān)測環(huán)境安全。在海洋物流運輸中，碼頭和船舶自身作為事故多發(fā)區(qū)，是應用無線傳感器網絡監(jiān)測安全的重點，而由于海洋環(huán)境復雜，節(jié)點不能及時更換，水下無線傳感器網絡的節(jié)能技術面臨巨大挑戰(zhàn)。
　　本文對物流運輸的碼頭和船舶運輸兩種環(huán)境進行分析研究，提出了基于海洋物流運輸的水下無線傳感器網絡

2、路由算法和休眠機制，以節(jié)省節(jié)點能量，延長節(jié)點的生命周期，提高節(jié)點利用率。本文主要貢獻包括：
　　(1)針對碼頭海底監(jiān)測的水聲傳感器網絡的能耗問題，提出了一種基于三維方塊的能量均衡路由算法。首先從網格的角度將整個網絡看做是一個3D方塊，將其劃分為小方塊，每個小方塊是自成一個簇群。將剩余能量和節(jié)點坐標作為選舉簇頭節(jié)點的參數，以節(jié)約節(jié)點能量，延長網絡時間。最后利用節(jié)點剩余能量以及坐標來尋找數據傳輸的下一跳，建立可靠的數據傳輸路徑。仿真結

3、果顯示該算法在能耗，可靠性以及端到端的延遲方面都有較好的表現。
　　(2)針對船舶周圍水下監(jiān)測的傳感器節(jié)點能耗問題，提出了基于粒子群優(yōu)化的節(jié)點休眠機制。首先將節(jié)點剩余能量，節(jié)點到其簇頭節(jié)點的距離以及節(jié)點鄰居節(jié)點集的數量作為計算節(jié)點休眠概率的重要參數；另外提出了新的節(jié)點冗余度的計算方法，并把節(jié)點剩余能量，網絡覆蓋率以及節(jié)點的冗余度作為適應值函數的參數來判定節(jié)點是否休眠。仿真結果證明，休眠機制可以有效的節(jié)約節(jié)點能量，延長網絡生存時間。