無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分族算法及其在TinyOS下的實現(xiàn)研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量廉價、低功耗且具有傳感、數(shù)據(jù)處理和短距離無線通信功能的微型傳感器節(jié)點組成，節(jié)點之間以無線自組織方式協(xié)同工作，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對象的信息，并發(fā)布給觀察者。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在目標(biāo)跟蹤、戰(zhàn)場監(jiān)測、生物醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。分簇算法和節(jié)點軟硬件平臺設(shè)計都是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能有很大的影響。
　　 本文首先對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進行概述，闡述了傳感器

2、網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、特點以及關(guān)鍵技術(shù)，接著綜述了幾種典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇算法，并對現(xiàn)有分簇算法存在的不足進行了深入研究。
　　 然后，針對現(xiàn)有分簇算法存在的能量不均勻消耗問題，提出了一種基于負載均衡的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇算法LBEED，該算法通過建立能量模型，從整體上優(yōu)化了能量消耗，此外，還通過功率控制機制使得網(wǎng)絡(luò)內(nèi)成簇大小均勻，從而均衡了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點的負載。MATLAB仿真實驗表明，該算法在負載均勻方面的性能要優(yōu)于典型分簇算法HE

3、ED和LEACH。
　　 此外，節(jié)點軟硬件平臺設(shè)計也是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的一個重要方面，介紹了基于芯片CC2430的硬件平臺設(shè)計以及TinyOS操作系統(tǒng)后，在該平臺下實現(xiàn)了HEED以及LBEED算法，并實現(xiàn)了能量高效的X-MAC協(xié)議，引入了超低功耗的工作模式。在完成上述所有工作后，通過搭建一個小型的網(wǎng)絡(luò)測試分簇算法以及X-MAC協(xié)議的性能。實驗表明。LBEED算法能形成大小均勻的簇，X-MAC協(xié)議能使節(jié)點具有較低的能量占空比，從