基于LEACH協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)混合路由協(xié)議的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless sensor networks，WSN)技術(shù)作為一種新型的、智能的信息獲取、信息處理和信息傳輸技術(shù)，因其自組織、可維護、無人看守、抗毀性強等特點被廣泛應(yīng)用于智能交通、健康醫(yī)療、軍事偵察、生物研究等各行各業(yè)，受到越來越多的專家和組織機構(gòu)的重視。但是由于傳感器節(jié)點電池能量有限、通信能力有限、計算和處理能力有限，使得能耗優(yōu)化問題成為WSN技術(shù)的重點研究問題。而在針對能耗優(yōu)化提出的節(jié)能策略中，路由節(jié)能策略是解決

2、節(jié)點能效問題的基本方法，根據(jù)實際的應(yīng)用設(shè)計出合理的路由協(xié)議，能在很大程度上提高網(wǎng)絡(luò)的能耗優(yōu)化性、可擴展性、魯棒性等。在對路由協(xié)議的研究中，分簇路由協(xié)議因其具有拓撲控制和路由的雙重功能而成為目前研究的熱點問題。
　　本文以經(jīng)典自適應(yīng)分簇路由協(xié)議—LEACH協(xié)議為主要研究對象，分析其不足，并通過對WSN中能耗的分析和計算，指明分簇多跳短距離通信協(xié)議對大規(guī)模WSN中節(jié)能優(yōu)化的必要性，在對LEACH協(xié)議簇頭選舉階段的閥值公式進行改進后，針

3、對簇內(nèi)單跳通信模式的局限性提出了采用量子遺傳算法的多跳混合路由協(xié)議。
　　首先，本文歸納總結(jié)了WSN國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)，并對WSN巨大的應(yīng)用價值、特點、體系結(jié)構(gòu)、節(jié)點結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)做了簡單介紹。為后文對WSN中能耗的分析和計算奠定理論基礎(chǔ)。
　　其次，本文對 WSN的能耗分析和計算進行了詳細的描述，介紹了針對當前WSN能耗問題提出的幾種節(jié)能策略，通過分析指明路由節(jié)能策略的重要性。接著分類介紹了幾種典型的路由協(xié)議。

4、>　　再次，本文重點研究了LEACH協(xié)議的算法流程并提出了新的改進協(xié)議—混合路由協(xié)議。該改進協(xié)議在簇頭競爭階段，將節(jié)點的剩余能量、節(jié)點的鄰居節(jié)點數(shù)目、節(jié)點到基站的距離三個因素考慮在內(nèi)，尋找剩余能量相對較高、距離基站相對較近、鄰居節(jié)點數(shù)相對較多的節(jié)點成為簇頭。在分簇完成之后，簇內(nèi)節(jié)點采用量子遺傳算法進行簇內(nèi)通信。
　　最后，通過將該混合路由協(xié)議與LEACH協(xié)議、另外兩種經(jīng)典的LEACH改進算法進行MATLAB仿真實驗，證明了混合路由