無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)匯聚關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)由部署在監(jiān)測區(qū)域的大量微型傳感器節(jié)點組成，并通過無線通信方式形成的一種多跳自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它能夠采集監(jiān)測區(qū)域數(shù)據(jù)，并通過匯聚節(jié)點將數(shù)據(jù)傳送至客戶端，從而達(dá)到對目標(biāo)區(qū)域監(jiān)測的目的。由于無線傳感器節(jié)點能量嚴(yán)重受限，因此如何降低網(wǎng)絡(luò)能耗，提高網(wǎng)絡(luò)的生存周期已成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的熱點。研究表明，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)匯聚算法對網(wǎng)絡(luò)性能有很大影響，設(shè)計有效的數(shù)據(jù)匯聚算法可以延長網(wǎng)絡(luò)生存周期。
　　本文針對無線傳感器

2、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)匯聚算法展開深入的研究，在分析了現(xiàn)有匯聚算法優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，針對網(wǎng)絡(luò)能耗不均衡的問題，從靜止無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和基于移動sink的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)兩方面進行了研究:
　　(1)針對靜止的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，提出了一種能量有效的分簇數(shù)據(jù)匯聚路由算法LEACH-EM。該算法在簇首選舉時，將能量因素、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為選擇簇首的依據(jù)，并加入對閾值公式的約束，使選出的簇首更合理且在數(shù)輪之后閾值不會過低;在簇形成階段，對節(jié)點加入簇的方式進行分析

3、，節(jié)點選擇使網(wǎng)絡(luò)通信能耗最小的簇頭加入;在簇間數(shù)據(jù)傳輸階段，提出一種改進權(quán)值的數(shù)據(jù)匯聚樹的形成方法，通過多跳數(shù)據(jù)傳輸來均衡網(wǎng)絡(luò)能耗。
　　(2)針對基于移動sink的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，提出了基于RP節(jié)點的數(shù)據(jù)匯聚算法DCRP。該算法可以分為RP(Rendezvous Point)節(jié)點選舉、網(wǎng)格內(nèi)數(shù)據(jù)匯聚和移動sink路徑優(yōu)化三個階段。由于RP節(jié)點的位置直接影響移動sink的路徑，所以在RP節(jié)點選舉階段，通過劃分網(wǎng)格并根據(jù)節(jié)點能量和網(wǎng)

4、絡(luò)拓?fù)溥x擇RP節(jié)點，使選舉出的RP節(jié)點數(shù)量合理且盡量靠攏;在網(wǎng)格內(nèi)數(shù)據(jù)匯聚階段，針對RP節(jié)點的位置特點，設(shè)計二級簇結(jié)構(gòu)，減少遠(yuǎn)距離節(jié)點在網(wǎng)格內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸能耗;最后利用模擬退火算法計算出遍歷RP節(jié)點的最優(yōu)路徑，并將TSP問題轉(zhuǎn)化為TSPN問題進一步縮短移動sink的數(shù)據(jù)收集時間。
　　仿真結(jié)果表明，本文提出的針對靜止無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)匯聚路由算法能夠較好的延長網(wǎng)絡(luò)生存周期，針對基于移動sink的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提出的算法能夠在均衡網(wǎng)