無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由策略研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetwork，WSN)是將現(xiàn)代自動(dòng)化控制技術(shù)在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域中進(jìn)行應(yīng)用的重要設(shè)備基礎(chǔ)，其具備的自組織和多跳傳輸?shù)染W(wǎng)絡(luò)特性使得WSN的路由算法成為了影響網(wǎng)絡(luò)性能的最重要因素之一。隨著技術(shù)與工藝的發(fā)展，WSN節(jié)點(diǎn)成本的逐漸下降使得網(wǎng)絡(luò)規(guī)模逐漸增加，這在擴(kuò)大了監(jiān)測(cè)范圍并增加了監(jiān)測(cè)精度和靈活性的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)在運(yùn)行中的動(dòng)態(tài)改變或外界環(huán)境對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的干擾等因素引起的局部通信質(zhì)量不穩(wěn)定問題也逐漸顯露

2、出來，加之傳感器經(jīng)常要工作在環(huán)境條件較為極端的場合下，使得網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的不穩(wěn)定區(qū)域更加容易出現(xiàn)，為了在提高在這種場合下如火警等重要信號(hào)的傳遞質(zhì)量，本文以WSN常用的ZigBee通信協(xié)議和協(xié)議中使用的AODVjr(AdhocOn-DemandDistanceVectorJunior，AODVjr)結(jié)合沿樹路由的路由算法為基礎(chǔ)，針對(duì)上述的網(wǎng)絡(luò)工作環(huán)境和需要，提出了一種旨在減少不穩(wěn)定區(qū)域?qū)W(wǎng)絡(luò)通信性能影響的改進(jìn)算法AONDVjr(AdhocOn-

3、DemandNavigatedDistanceVectorJunior，AONDVjr)，并對(duì)算法中核心機(jī)制的理論性能以及算法在網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)際表現(xiàn)分別進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明AONDVjr的表現(xiàn)在預(yù)想工作環(huán)境下相對(duì)于AODVjr得到了較大提升，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
　　 為了對(duì)網(wǎng)絡(luò)中不穩(wěn)定區(qū)域的特性加以深入研究和把握，本文提出了一組包括節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定度在內(nèi)的參數(shù)概念，并對(duì)其離散時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)變化過程進(jìn)行了分析。接著對(duì)現(xiàn)有的各種理論

4、條件做出對(duì)比和歸納，結(jié)合實(shí)際條件對(duì)參數(shù)序列進(jìn)行了建模并將模型的實(shí)際含義與有用信號(hào)和噪聲的概念進(jìn)行了類比，將之視為全網(wǎng)層次總體平穩(wěn)的環(huán)境變化對(duì)局部區(qū)域的影響和局部層次自身獨(dú)有的隨機(jī)性更強(qiáng)的環(huán)境變化的疊加。以此為基礎(chǔ)，為了進(jìn)一步提高模型的性能，使之更能緊密反映出不穩(wěn)定區(qū)域的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)，本文一方面建立了根據(jù)節(jié)點(diǎn)所處的局部環(huán)境實(shí)時(shí)調(diào)整環(huán)境檢測(cè)周期的機(jī)制，使節(jié)點(diǎn)在緊密跟蹤環(huán)境變化的同時(shí)避免不必要的能量消耗，一方面引入了卡爾曼濾波器(Kalman

5、Filter)的遞推機(jī)制對(duì)參數(shù)序列進(jìn)行處理，卡爾曼濾波器不需要保存大量的歷史數(shù)據(jù)即可對(duì)參數(shù)序列的統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行提取和利用，十分適合存儲(chǔ)空間和計(jì)算能力有限的WSN節(jié)點(diǎn)。仿真結(jié)果顯示出文中提出的處理方案具有良好的效果，具備了將其應(yīng)用至AONDVjr算法中的基本條件。
　　 在完成了對(duì)AONDVjr算法所需參數(shù)的理論基礎(chǔ)的分析和總結(jié)之后，本文確立了根據(jù)節(jié)點(diǎn)對(duì)環(huán)境參數(shù)的周期性檢測(cè)分析來發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定區(qū)域，并通過在其附近選取導(dǎo)航節(jié)點(diǎn)來對(duì)不穩(wěn)定區(qū)