基于事件監(jiān)測的大規(guī)模無線傳感器網絡路由協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網絡中，傳感器節(jié)點能量資源和處理功能的有限性制約了無線傳感器網絡應用的進一步發(fā)展和擴大。合理有效的路由協(xié)議能夠降低對傳感器節(jié)點計算和存儲能力的要求，提高傳感器網絡的能量效率，彌補其固有缺陷，有利于無線傳感器網絡應用的有效開展。
　　不同的應用場景下，無線傳感器網絡對所采用的路由協(xié)議性能需求也不盡相同。事件監(jiān)測作為無線傳感器網絡的重要應用之一，具有網絡規(guī)模大、監(jiān)測范圍廣、事件隨機性高等特點，對路由協(xié)議的能量效率提出很高要求

2、。論文以此作為出發(fā)點，針對大規(guī)模無線傳感器網絡事件監(jiān)測應用場景的特點及需求，在對典型路由協(xié)議進行研究分析的基礎上，總結適用于該場景的有效路由策略，進而設計出合理高效的路由協(xié)議。主要工作如下：
　?、賹o線傳感器網絡的體系結構及特點進行概括性介紹，并根據其應用特點分析無線傳感器網絡路由協(xié)議的特點及設計需求。對幾種典型的分層式路由協(xié)議：LEACH、AEEC以及ARPEES的協(xié)議思想和實現(xiàn)步驟進行研究，針對大規(guī)模無線傳感器網絡事件監(jiān)測應

3、用場景，獲取適用且有效的路由策略，并通過仿真驗證分析其不足。
　?、卺槍o線傳感器網絡突發(fā)事件監(jiān)測應用，提出一種基于事件驅動成簇和時延梯度路徑樹的路由協(xié)議。此協(xié)議在進行簇頭節(jié)點競選時綜合考慮候選節(jié)點剩余能量、距離Sink節(jié)點的跳數、與鄰居節(jié)點的連通性及父節(jié)點數目等因素以節(jié)省和均衡網絡能耗，并通過時延梯度路徑樹和多路徑選擇實現(xiàn)及時和可靠的數據傳輸。與傳統(tǒng)路由相比，本協(xié)議在考慮突發(fā)事件監(jiān)測應用對于傳輸時延需求的前提下，通過提高網絡能量

4、效率延長了無線傳感器網絡的生命周期。
　?、坩槍ΜF(xiàn)有分層式路由協(xié)議在事件監(jiān)測應用中過早出現(xiàn)死亡節(jié)點、破壞網絡連通性而縮短無線傳感器網絡有效工作期的問題，提出一種改進協(xié)議，將候選節(jié)點的連通度作為競選簇頭節(jié)點的參考因素之一，同時，在建立回傳路由時根據當前節(jié)點的剩余能量狀況選擇不同的中繼節(jié)點選擇法則，避免能量少的節(jié)點過早死亡。仿真數據顯示，改進協(xié)議在延長無線傳感器網絡的生命周期的同時，通過保持節(jié)點存活率延長了網絡的有效工作期。即使在擴大