基于Halin圖的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動節(jié)點路徑規(guī)劃算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks，WSN）由大量的傳感器節(jié)點組成，常被部署在環(huán)境惡劣、人跡罕至的地方，能量受限是人們在研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時不得不面臨的問題。如何利用有限的節(jié)點能量，最大限度的發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的效能，延長網(wǎng)絡(luò)的生存時間是工業(yè)界和學(xué)術(shù)界普遍關(guān)心的問題。本文在研究分析了大量網(wǎng)絡(luò)生存時間優(yōu)化算法相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，提出了基于Halin圖的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動節(jié)點路徑規(guī)劃算法，借助移動節(jié)點到傳感區(qū)域收集數(shù)據(jù)，減

2、少傳感器節(jié)點之間的通信量，均衡各節(jié)點的能量消耗，有效延長網(wǎng)絡(luò)的生存時間。
　　算法首先將傳感區(qū)域劃分成若干個子區(qū)域，每兩個子區(qū)域所包含的節(jié)點數(shù)最多相差1個，這樣可以保證每個子區(qū)域的整體能量消耗差異最小，從全局的角度均衡所有節(jié)點的能量消耗;接著根據(jù)韋伯選址思想，為每個子區(qū)域選取一個虛擬匯聚點，保證子區(qū)域內(nèi)所有節(jié)點到匯聚點的距離相等或近似相等，利用移動節(jié)點到匯聚點收集數(shù)據(jù)，而不是通過多跳的方式傳輸數(shù)據(jù)，這樣可以從局部的角度進一步均衡各

3、節(jié)點的能量消耗;為了最小化網(wǎng)絡(luò)的時延，同時降低節(jié)點因緩存數(shù)據(jù)和監(jiān)聽信道而消耗的能量，算法將各虛擬匯聚點映射成一Halin圖，把移動節(jié)點的路徑規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化成通過 Halin圖扇收縮功能求解旅行商路徑問題（Traveling Salesman Problem，TSP），從而得出移動節(jié)點的最短移動路徑。本文還設(shè)計了多移動節(jié)點協(xié)同工作的算法，把 Halin的特征樹進行分解，將到匯聚點收集數(shù)據(jù)的工作平均分擔(dān)給多個移動節(jié)點共同完成，進一步降低網(wǎng)絡(luò)時