無線傳感網(wǎng)中基于反饋的分簇路由和網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化策略研究.pdf

1、無線傳感網(wǎng)(Wireless Sensor Network:WSN)作為采集數(shù)據(jù)的手段部署在規(guī)定的區(qū)域，集中監(jiān)控、收集、傳遞各種有用信息。無線傳感網(wǎng)由大量傳感器節(jié)點(diǎn)組成共同工作完成統(tǒng)一的任務(wù)，一個或多個接收器（基站）致力于從所有傳感器節(jié)點(diǎn)收集數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)發(fā)給最終用戶。它融合了傳感器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信這幾大技術(shù)，來感知?dú)鉁?、濕度、重力等環(huán)境參數(shù)。無線傳感網(wǎng)提供了各種服務(wù)也出現(xiàn)了一些挑戰(zhàn)，許多可控和不可控的因素使得無線傳感網(wǎng)在運(yùn)行實(shí)現(xiàn)過程中

2、受到嚴(yán)重影響，能量消耗就是其中之一。因此，論文從簇的形成，簇首的選取角度考慮，對LEACH協(xié)議進(jìn)行了研究，并提出了一種基于反饋的K-means分簇協(xié)議，在該協(xié)議中不僅應(yīng)用反饋打分函數(shù)動態(tài)選取每輪的簇首而且引入了主簇首的概念來減緩簇首的工作量。該算法最終使得網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間得以延長。另外，節(jié)點(diǎn)分布的隨機(jī)性導(dǎo)致覆蓋性能隨機(jī)性，因此采取了相應(yīng)的覆蓋控制措施，使得節(jié)點(diǎn)利用率最小而覆蓋率最大，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
　　論文首先分析了無線傳感網(wǎng)及

3、其路由協(xié)議，對無線傳感網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和節(jié)能策略進(jìn)行了研究，闡述了無線傳感網(wǎng)及其路由協(xié)議的特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)以及所面臨的挑戰(zhàn)。對現(xiàn)有的典型的路由協(xié)議進(jìn)行分類，并比較各路由協(xié)議的性能。
　　然后，論文對典型的LEACH協(xié)議進(jìn)行了分析，針對LEACH協(xié)議不理想的分簇狀況，提出了基于反饋的K-means聚類的分簇算法。通過K-means算法劃分簇的個數(shù)，借鑒打分函數(shù)選出簇首，并選出一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn)作為主簇首，用于融合并傳輸簇首的數(shù)據(jù)量。為了展現(xiàn)本算

4、法的節(jié)能性能，論文不僅與傳統(tǒng)的LEACH協(xié)議進(jìn)行比較與傳統(tǒng)的基于K-means路由協(xié)議也進(jìn)行了對比。仿真驗(yàn)證改進(jìn)后的基于反饋的K-means算法延長了網(wǎng)絡(luò)的生存周期，并且網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性也所提高。
　　另外，在保證服務(wù)質(zhì)量(QoS)的前提下，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍最大化，通過對節(jié)點(diǎn)休眠/喚醒的調(diào)度，從而減少網(wǎng)絡(luò)冗余，調(diào)整覆蓋密度，保證數(shù)據(jù)監(jiān)控、收集的有效性，也是網(wǎng)絡(luò)節(jié)能的一個方面。基于此，提出了基于人工魚群算法WSN覆蓋優(yōu)化策略。因?yàn)槿斯~