無線傳感器網(wǎng)絡(luò)鏈?zhǔn)铰酚伤惴?pdf

1、當(dāng)下，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。研究人員為了監(jiān)測某一區(qū)域的情況，如森林的溫度，將大量的傳感器節(jié)點(diǎn)部署在監(jiān)測區(qū)域，這些傳感器節(jié)點(diǎn)所形成的無線自組織網(wǎng)絡(luò)就是WSN。傳感器節(jié)點(diǎn)通常將收集到的數(shù)據(jù)通過多跳的方式發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn)，以供研究使用。由于傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議不能有效的應(yīng)用于WSN，因此在設(shè)計(jì)WSN時(shí)必須要考慮如何設(shè)計(jì)WSN路由協(xié)議。
　　WSN鏈?zhǔn)铰酚蓞f(xié)議是WSN路由

2、協(xié)議的一種，它適用于小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。它的應(yīng)用領(lǐng)域也很廣泛，例如，監(jiān)測室內(nèi)的CO2濃度等。它和其它WSN路由算法相比優(yōu)點(diǎn)如下:(1)鏈?zhǔn)铰酚伤惴ńY(jié)構(gòu)簡單、容易構(gòu)造，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，發(fā)生信道競爭與碰撞的概率較低;(2)鏈結(jié)構(gòu)的構(gòu)造過程就是一直在找傳送端與接收端的最短路徑的過程，數(shù)據(jù)在最短路徑上傳送，傳送時(shí)所消耗的能量肯定是最小的;(3)簇結(jié)構(gòu)形成的網(wǎng)絡(luò)如LEACH(Low-EnergyAdaptive Clustering Hierachy

3、)協(xié)議容易出現(xiàn)負(fù)載不均衡的現(xiàn)象，鏈?zhǔn)铰酚伤惴梢员苊獯爽F(xiàn)象。
　　但是現(xiàn)有鏈?zhǔn)铰酚伤惴ㄈ匀淮嬖谠S多不足之處:(1)數(shù)據(jù)從鏈的遠(yuǎn)端向匯聚節(jié)點(diǎn)傳送，存在網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，不適合實(shí)時(shí)應(yīng)用。鏈結(jié)構(gòu)越長，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延越嚴(yán)重，如PEGASIS(Power-EfficientGathering in Sensor Information Systems)協(xié)議;(2)數(shù)據(jù)要隨著鏈路迂回傳送，會造成能量浪費(fèi)，如PEGASIS協(xié)議;(3)鏈?zhǔn)坠?jié)點(diǎn)的選舉策略不當(dāng)會

4、導(dǎo)致鏈?zhǔn)坠?jié)點(diǎn)過早死亡。有的算法僅僅選擇距匯聚節(jié)點(diǎn)距離最近的節(jié)點(diǎn)作為鏈?zhǔn)坠?jié)點(diǎn)如G-PEGASIS，而有的算法則是選擇剩余能量最大的節(jié)點(diǎn)作為鏈?zhǔn)坠?jié)點(diǎn)，如LEACH-P和NEW&P;(4)在建鏈的過程中，有一些節(jié)點(diǎn)的距離很近，它們收集到的數(shù)據(jù)幾乎是一樣的，這導(dǎo)致某些節(jié)點(diǎn)浪費(fèi)能量，如CRET(Chain Routing Algorithm Based on D-S Evidence Theory)算法，同時(shí)CRET算法所使用的D-S證據(jù)理論的正

5、交和存在Zadeh悖論。基于以上不足之處，設(shè)計(jì)出基于覆蓋算法和改進(jìn)的D-S證據(jù)理論的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)鏈?zhǔn)铰酚伤惴?Chain Routing Algorithm Based onImproved D-S Evidence Theory and Intersection-Based Coverage Algorithm,CRETIC)，該算法在以下兩個方面進(jìn)行了改進(jìn):
　　(1)為了避免無線傳感器節(jié)點(diǎn)收集到冗余數(shù)據(jù)，采用基于交集的覆蓋

6、算法(intersection-based coverage algorithm，IBCA)進(jìn)行建鏈。此算法將傳感器節(jié)點(diǎn)分為兩種狀態(tài);滿足IBCA算法的判斷規(guī)則的節(jié)點(diǎn)進(jìn)入睡眠模式，反之，則作為進(jìn)入工作狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)而進(jìn)入建鏈階段。
　　(2)為了避免Zadeh悖論，本文改進(jìn)的證據(jù)組合規(guī)則，可以選擇出最佳的鏈?zhǔn)坠?jié)點(diǎn)。
　　在相同的參數(shù)下，在Matlab中進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明CRETIC算法優(yōu)于CRET算法。
　　為了引