面向生物實驗室安全應用的無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡作為無線通信網(wǎng)絡的一個新領域，是一種無中心節(jié)點的全分布系統(tǒng)。通過隨機投放布設的方式，傳感器節(jié)點密集部署于監(jiān)控區(qū)域，并通過無線電通信形成一個自組織網(wǎng)絡。無線傳感器網(wǎng)絡技術具有廣闊的應用前景，當前無線傳感器網(wǎng)絡的研究也越來越受到國內(nèi)外學術界的重視。本文依托于國家科技支撐計劃課題----“實驗室實時監(jiān)控網(wǎng)絡化關鍵技術和產(chǎn)品”，針對生物實驗室應用的具體特點，提出了一套基于無線傳感器網(wǎng)絡技術的傳感器數(shù)據(jù)采集和分析的方案。在這個項目實

2、踐的基礎上，本文考慮了在實際生物實驗室無線傳感器網(wǎng)絡存在的問題，針對其網(wǎng)絡的路由協(xié)議進行了深入的研究和討論，并提出了自己的改進算法。
　　基于實際應用考慮，本文針對傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡分簇協(xié)議LEACH進行了兩方面的改進。首先，針對實際生物實驗室三維空間的節(jié)點分布特點，提出了多級分簇的理念，將三維空間的節(jié)點通過區(qū)域劃分實現(xiàn)平面化，并在平面化后的區(qū)域內(nèi)選取節(jié)點擔任一級簇頭，完成一級分簇過程。其次，針對區(qū)域化后的平面內(nèi)的節(jié)點，以LEA

3、CH協(xié)議為核心，改進 LEACH協(xié)議不能均勻分簇的缺點，在簇頭選舉時加入簇頭節(jié)點間距離的考慮因子，并優(yōu)先選擇能量高的節(jié)點擔任簇頭，以此實現(xiàn)平面內(nèi)的均勻分簇。通過這兩方面的改進，大大克服了LEACH協(xié)議不能實現(xiàn)均勻分布以及不考慮能耗的缺點，從而更好地均衡了網(wǎng)絡節(jié)點的能耗，延長了網(wǎng)絡生存時間。最后，基于NS2仿真平臺對本文提出的算法進行了實驗分析及評估，并與LEACH協(xié)議的實驗結果進行比較分析。實驗結果表明，改進后的算法在節(jié)能、網(wǎng)絡生存時間