基于數(shù)據(jù)預測的無線傳感器網(wǎng)絡能量均衡路由協(xié)議.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡綜合了微電子技術、無線通信技術、嵌入式計算技術、現(xiàn)代網(wǎng)絡以及分布式信息處理技術等先進的技術，其研究已經(jīng)成為無線通信領域的重要課題。無線傳感器網(wǎng)絡能夠協(xié)調地實時監(jiān)測、感知和采集整個網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中的不同環(huán)境和監(jiān)測對象的信息，并對其進行處理，然后將處理的信息通過無線通信的方式發(fā)送，并以自組織多跳的方式傳送給基站。無線傳感器網(wǎng)絡自身特點包括:節(jié)點能量有限、不易維護、數(shù)量龐大;自組織構成網(wǎng)絡，以數(shù)據(jù)為中心，本地節(jié)點進行數(shù)據(jù)融合。其中

2、節(jié)點能耗問題是擺在面前的主要問題。因此，設計開發(fā)高效的通信路由協(xié)議已成為當前無線傳感器網(wǎng)絡領域中的主要研究課題。
　　 針對LEACH分簇協(xié)議的不足之處，本文提出了兩種新的路由通信協(xié)議:一種是基于數(shù)據(jù)預測與數(shù)據(jù)融合的無線傳感網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議DACP，另一種基于Sink多路徑能量均衡路由協(xié)議MEBRP。
　　 針對LEACH協(xié)議能耗較多和部分節(jié)點過早死亡的問題，本文提出了DACP協(xié)議。采用分簇的思想，減少網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸。傳感

3、器在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，把感應到的數(shù)據(jù)和接受sink節(jié)點發(fā)送的預測數(shù)據(jù)進行比對來決定是否發(fā)送數(shù)據(jù)到簇頭，可以大大減少傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸。當簇頭接受到簇內所有節(jié)點發(fā)送過來的數(shù)據(jù)時，先對數(shù)據(jù)進行融合，然后決定是否發(fā)送到sink節(jié)點，這樣發(fā)送到sink節(jié)點的數(shù)據(jù)就會大量減少，減少單個傳感器節(jié)點能源消耗，大大提高整個網(wǎng)絡的生存時間。
　　 針對分簇協(xié)議中簇頭節(jié)點能耗不均衡以及節(jié)點過早死亡的問題，本文提出了MEBRP協(xié)議，使所有節(jié)點的能量消耗盡

4、可能的均衡。Sink節(jié)點將每個節(jié)點的位置信息以及其周圍的鄰居節(jié)點信息發(fā)送給每個節(jié)點，這樣當網(wǎng)絡成簇后，簇頭可以動態(tài)選擇多個下一跳的簇頭節(jié)點，可以建立多條不相交發(fā)送到下一個簇頭的路徑，并且可以將數(shù)據(jù)拆分成多個數(shù)據(jù)包，分頭發(fā)送，從而將能量消耗分攤到多條路徑上，這樣就可以使得簇頭節(jié)點的能量消耗盡可能的減少，盡可能的維持了整個網(wǎng)絡的能量均衡。
　　 改進后的算法采用MATLAB進行仿真實驗。DACP算法仿真結果表明改進后的算法和LEAC