無線傳感器網絡地理位置路由相關技術研究.pdf

1、如何減少路由信息接力式長距離傳送，是節(jié)省用電、提高無線傳感器網絡節(jié)點壽命的關鍵因素；如何用較少投入實現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問題。隨著無線傳感器網絡技術、衛(wèi)星定位通信技術的快速發(fā)展，我們已經越來越有信心采用現代科學理論去研究新的實用技術，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。實現森林防火

2、、災情監(jiān)測、動物運動反饋等工作，需要考慮新的技術手段。這類業(yè)務有兩個共同的特點：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)星的無線傳感器網絡系統(tǒng)是實現這類業(yè)務的最佳技術方式，而《無線傳感器網絡地理位置路由相關技術研究》的論文則是實現這一技術的最新探索。主要內容如下： 1）在描述國內外學者關于無線傳感器網絡地理位置路由技術和衛(wèi)星定位通信技術相關研究的基礎上，提出了將這兩種技術

3、相結合而研發(fā)新型無線傳感器網絡地理位置路由相關技術NGRT（New Gcographieal Routing Technology）的設想。這一技術包含五項研究：空地結合的無線傳感器網絡體系結構；基于導航衛(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、相關算法的復雜性分析。 2）敘述了進行此項研究所涉及的基礎理論及算法測試模型，包括圖論、離散與隨機數學、最優(yōu)化理論和幾個經典的算法，靜態(tài)固定拓撲結

4、構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）提出了新型空地結合的無線傳感器網絡體系架構的設想。此設想是在分析了衛(wèi)星定位技術及衛(wèi)星通信技術對無線傳感器網絡節(jié)點位置的確定及路由信息傳輸的影響后得出的。在比較了四種定位衛(wèi)星的特性后，發(fā)現采用我國主導的北斗衛(wèi)星系統(tǒng)，不但可以快速實現無線傳感器網絡的地理位置定位，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絡節(jié)點自身相對定位算法研究的基礎上，結合衛(wèi)星空地絕對定位技術和遺傳禁忌數學算法提出了GATS-LS綜合定位數學模型及算法，并經理論分析與仿真，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絡地理位置路由算法。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。基于這個思想，構建了一個節(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)簇內節(jié)點位置確定及路由信息傳輸由優(yōu)化的區(qū)簇內相對位置路由算法完成。該算法采用基本蟻群數學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