無線傳感器網絡節(jié)點和路由協(xié)議的研究與實現(xiàn).pdf

1、近年來，無線傳感器網絡的發(fā)展引起了人們越來越多的關注。“物聯(lián)網”“普適計算”等和無線傳感器網絡相關聯(lián)的新名詞接連出現(xiàn)；ISO/IEC JTC1國際傳感器網絡研究組(SGSN)和ISO/IEC JTC1國際傳感器網絡第7工作組(WG7)近兩年也一直在從事傳感器網絡的標準化工作，在網絡日益盛行的今天，傳感器網絡有著巨大的發(fā)展?jié)摿蛻们熬啊?br>　　 分簇是無線傳感器網絡中一個有效的拓撲控制方法，通過分簇能夠延長網絡的生存期，提高網絡的

2、能耗均衡性。LEACH是第一個基于分簇的路由協(xié)議，它通過采用動態(tài)輪換簇首的策略來減少簇首的能耗。繼LEACH以后，人們對分簇協(xié)議有了更多的研究，其中大部分的研究重點都是放在進一步均衡網絡能耗方面的，如EECS提出了形成大小不均衡簇的思想，來提高網絡的能耗均衡性，被動解決“能量空洞”問題。
　　 本文對一些比較經典的和最新的分簇路由協(xié)議進行了大量的研究，為了進一步提高網絡的能耗均衡性，主動解決“能量空洞”問題，本文對EECS路由協(xié)

3、議進行了改進，主要做的改進工作如下：(1)在一個圓形的網絡模型下，對網絡進行了分層劃分，使處于不同層次的候選簇首節(jié)點具有不同的競選簇首的半徑，進而形成大小不均勻的簇(2)對網絡內的節(jié)點根據各自的剩余能量進行等級劃分，使能量等級較高的一類節(jié)點優(yōu)先成為候選簇首。改進后的路由協(xié)議相對于EECS路由協(xié)議提高了網絡生存期，進一步均衡了網絡的能耗，提高了能量效率。
　　 傳感器網絡是由大量布置在監(jiān)控區(qū)域的傳感器節(jié)點組成，傳感器節(jié)點一般是能量

4、受限的，所以能量是傳感器網絡設計中一個需要重要考慮的問題；此外，根據不同的應用場景，傳感器網絡設計要考慮的重點也會有所不同。在工業(yè)應用的背景下，本文開發(fā)了傳感器網絡節(jié)點，對傳感器節(jié)點的硬件和軟件進行了設計。傳感器網絡節(jié)點硬件所采用的微控制器芯片和無線收發(fā)芯片分別是IP2022和NRF905；傳感器網絡節(jié)點的軟件設計中，本文在給定的軟件架構下，對傳感器節(jié)點端到端的通信和多個節(jié)點之間的通信過程進行了詳細描述；并通過實驗環(huán)境對端到端通信和多個