無線傳感器網(wǎng)絡LEACH路由協(xié)議的改進與仿真.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡作為一種新興的信息獲取系統(tǒng)，在探測、工業(yè)生產(chǎn)自動化、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等方面，都具有非常廣闊的應用前景。無線傳感器網(wǎng)絡中的節(jié)點具有體積小、成本低，而且具有簡單的數(shù)據(jù)處理和存儲能力，除此之外，某些節(jié)點還具有定位系統(tǒng)移動單元等。WSN節(jié)點由傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和能量供應模塊四部分構成，該網(wǎng)絡以數(shù)據(jù)為中心，而且由于其中節(jié)點移動而導致拓撲結構變化比較快，造成了路由的設計比較復雜。
　　 本文介紹了無線傳感器網(wǎng)絡的

2、路由協(xié)議種類、特點以及算法分析。并結合無線傳感器網(wǎng)絡的一些關鍵技術，如網(wǎng)絡的拓樸控制，協(xié)議、數(shù)據(jù)融合、節(jié)點定位等，對無線傳感器網(wǎng)絡的物理層、網(wǎng)絡層傳輸層、數(shù)據(jù)鏈路層、應用層以及三個管理平面(能量管理平面、移動性管理平面和任務管理平面)進行了闡述。根據(jù)路由發(fā)現(xiàn)策略的角度不同，將無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議分為主動路由和被動路由兩種類型；可根據(jù)網(wǎng)絡管理的邏輯結構不同，將無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議分為平面路由和分層結構路由兩類。按照該網(wǎng)絡的特點提出了具

3、體的設計要求，對平面、層次、基于地理位置以及能量感知的集中典型路由進行了簡單的介紹，針對各個路由的優(yōu)缺點進行了綜合比較。
　　 文中針對LEACH存在的不足，提出了LEACH-M協(xié)議，其具體方案如下：
　　 1.改進節(jié)點的安全驗證機制。采用RSSI信息和實際坐標信息進行比較的方法對網(wǎng)絡中的節(jié)點進行了驗證，用以確保網(wǎng)絡的安全性。
　　 2.按照能量層次模型進行分析，該模型按照節(jié)點的坐標和剩余能量的綜合情況將節(jié)點分為

4、三層，由上到下依次記為：F1、F2、F3。每層設定能量門限值，用以控制節(jié)點的進入和退出。
　　 3.在能量層次模型下，對網(wǎng)絡簇的形成以及簇首選取算法進行改進。統(tǒng)計每個節(jié)點鄰居節(jié)點數(shù)目，根據(jù)鄰居節(jié)點進行分簇，按照最優(yōu)簇首個數(shù)，選取簇首。
　　 4.簇首之間的路由改進。這個改進主要是針對距離基站較遠的簇首節(jié)點，選擇在基站方向上的簇首作為下一跳節(jié)點進行路由建立。
　　 以上方案在NS-2仿真平臺上從節(jié)點個數(shù)，節(jié)點能耗以