基于層次結(jié)構(gòu)的WSN節(jié)能算法的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為資源嚴(yán)重受限的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),路由協(xié)議的設(shè)計對網(wǎng)絡(luò)生命期等性能指標(biāo)影響巨大。同時,由于傳感器節(jié)點大部分能量消耗在數(shù)據(jù)傳輸過程中,如果在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)之前首先進行融合處理,即可減少網(wǎng)絡(luò)通信量,降低網(wǎng)絡(luò)能耗,從而延長網(wǎng)絡(luò)生命期。本文對基于層次結(jié)構(gòu)的路由技術(shù)及數(shù)據(jù)融合方法做了較為深入的研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對WSN中節(jié)點耗能不均衡的問題,提出了一種基于鏈簇式的WSN不均勻分簇路由協(xié)議(URCC協(xié)議)。該協(xié)議以能量變化

2、為度量確定簇首數(shù)以及不均勻分簇的大小,同時以鄰節(jié)點數(shù)及剩余能量作為權(quán)重選舉簇首。然后,采用鏈?zhǔn)铰酚?由距離基站較近的m個簇首分別成鏈并構(gòu)成一條高級鏈,將穩(wěn)定階段分為 m個階段,采用簇首輪詢機制依次從m個簇首中隨機選取一個簇首作為鏈頭與基站通信,降低簇重建的頻率。有效均衡了簇內(nèi)節(jié)點間及簇首之間的能量消耗,延長了網(wǎng)絡(luò)的生存周期。⑵針對數(shù)據(jù)傳輸過程中存在誤差及冗余數(shù)據(jù)而導(dǎo)致過多能量浪費的問題,提出了一種基于k均值聚類和主成分分析的數(shù)據(jù)融合方法

3、。該方法中,簇首節(jié)點首先利用k均值聚類對簇內(nèi)節(jié)點采集的數(shù)據(jù)進行一致性檢查,分離出誤差數(shù)據(jù)。然后,利用主成分分析法PCA中的數(shù)據(jù)降維技術(shù)對剩余數(shù)據(jù)進行融合處理,從而減少網(wǎng)絡(luò)通信量,降低網(wǎng)絡(luò)能耗,延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期。⑶使用OMNeT++仿真平臺對URCC協(xié)議進行模擬仿真,并與已有的路由協(xié)議進行比較分析,驗證本文協(xié)議的優(yōu)越性。同時利用實例對本文提出的數(shù)據(jù)融合方法進行實驗,通過分析比較證實其既有效提高了數(shù)據(jù)的融合精度,又具有較強的抗干擾能力,減