無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于分簇的節(jié)能路由算法研究.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)以后，集成了微處理、嵌入式、無(wú)線通訊和傳感器等多項(xiàng)技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速，并被研究人員大量應(yīng)用在了環(huán)境、交通、軍事以及生產(chǎn)等領(lǐng)域。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)里，由于受到能量的限制，每一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的壽命有限。針對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)能量不能補(bǔ)充這一難題，需要設(shè)計(jì)一種有效的路由協(xié)議來(lái)延緩網(wǎng)絡(luò)失效。圍繞這個(gè)主題，本文對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù)進(jìn)行了深入研究。本文綜合概述了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中路由協(xié)議的應(yīng)用，并對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)以及影響網(wǎng)絡(luò)能量消耗的因素進(jìn)

2、行了較為詳細(xì)的分析。在分析的基礎(chǔ)上總結(jié)了不同的節(jié)能方針，為延長(zhǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期進(jìn)一步的提供了理論依據(jù)。本文選擇了幾種經(jīng)典的路由協(xié)議，并對(duì)這些協(xié)議的核心路由機(jī)制的特點(diǎn)進(jìn)行了深入分析，為本文提出的路由算法奠定理論基礎(chǔ)。
　　 本文提出一種基于網(wǎng)格分簇的節(jié)能路由算法EABGC，該算法首先將待檢測(cè)區(qū)域劃分為相同大小的虛擬網(wǎng)格，然后在每一網(wǎng)格中選取一個(gè)激活節(jié)點(diǎn)作為該網(wǎng)格中的檢測(cè)節(jié)點(diǎn)，將剩余節(jié)點(diǎn)設(shè)置成休眠狀態(tài)。EABGC算法中，對(duì)選取出

3、的激活節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分簇，由簇首節(jié)點(diǎn)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，建立各個(gè)簇首與基站之間的多跳路由路徑。采用貪心算法在基站與簇首之間建立一棵最小生成樹(shù)，由此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包向基站的傳輸。深入研究了簇首節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)選取個(gè)數(shù)、如何進(jìn)行網(wǎng)格劃分以及數(shù)據(jù)通信中的路由選擇等問(wèn)題。
　　 利用Matlab仿真工具，對(duì)EABGC算法、LEACH算法以及其改進(jìn)算法HEED在剩余能量、網(wǎng)絡(luò)生命周期、不同節(jié)點(diǎn)數(shù)目下的壽命等方面做了比較，并最終驗(yàn)證了本文算法的有效性