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

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)應(yīng)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(wǎng)絡(luò)的能量效率，彌補其固有缺陷，有利于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的有效開展。
　　不同的應(yīng)用場景下，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)的重要應(yīng)用之一，具有網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)事件監(jiān)測應(yīng)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(chǔ)上，總結(jié)適用于該場景的有效路由策略，進而設(shè)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(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)及特點進行概括性介紹，并根據(jù)其應(yīng)用特點分析無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的特點及設(shè)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(wǎng)絡(luò)事件監(jiān)測應(yīng)

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(wǎng)絡(luò)突發(fā)事件監(jiān)測應(yīng)用，提出一種基于事件驅(qū)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(shù)、與鄰居節(jié)點的連通性及父節(jié)點數(shù)目等因素以節(jié)省和均衡網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)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(yīng)用對于傳輸時延需求的前提下，通過提高網(wǎng)絡(luò)能量

4、效率延長了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用中過早出現(xiàn)死亡節(jié)點、破壞網(wǎng)絡(luò)連通性而縮短無線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(jù)當(dāng)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(shù)據(jù)顯示，改進協(xié)議在延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期的同時，通過保持節(jié)點存活率延長了網(wǎng)絡(luò)的有效工作期。即使在擴大