無線傳感網(wǎng)絡中多簇頭算法研究與仿真.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network，WSN)是由大量散布在一個特定區(qū)域內(nèi)廉價、低功耗的傳感節(jié)點通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。由于傳感器節(jié)點通常采用電池驅(qū)動，一旦投放，很難再補充能量，因此如何有效利用有限的能量資源以提高整個網(wǎng)絡的工作效率、延長網(wǎng)絡生命周期是傳感器網(wǎng)絡研究中的一個關(guān)鍵性問題。
　　 基于傳感

2、器網(wǎng)絡應用的多樣性以及環(huán)境的復雜性，本文以提高能耗效率、延長網(wǎng)絡有效生命周期為目的，重點研究了傳感器網(wǎng)絡的能耗模型及分簇算法，提出了優(yōu)化的能耗模型和基于多簇頭的自適應分簇算法。本文的研究工作主要包括：
　　 1.分析傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展現(xiàn)狀、研究熱點及存在的問題。目前對傳感器網(wǎng)絡的研究已有諸多成果，但多數(shù)研究都是就某一個或者幾個網(wǎng)絡參數(shù)進行改進，有一定的理論參考價值，但工程應用性較小。因此，怎樣形成統(tǒng)一的協(xié)議標準已經(jīng)成為傳感器網(wǎng)絡研

3、究中的一大趨勢。
　　 2.分析傳感器網(wǎng)絡的組網(wǎng)特點及工作方式，從能量消耗的角度去定性分析網(wǎng)絡能耗效率，提出優(yōu)化的能耗模型—OECM(Optimal Energy ComputaTiO2 Model)。該能耗模型更具有通用性和工程應用性，為拓撲結(jié)構(gòu)設計奠定了基礎(chǔ)。
　　 3.在優(yōu)化能耗模型OECM下，提出了基于多簇頭的自適應成簇算法—SABMH(Self—Adaptive Algorithm Based on Multi

4、—Cluster Head)?？紤]到傳感器網(wǎng)絡的復雜性及大規(guī)模性，網(wǎng)絡的局部行為會出現(xiàn)較大的不一致性。基于此，SABMH算法能夠更好的協(xié)調(diào)整個傳感器網(wǎng)絡的行為方式及狀態(tài)，達到提高能耗效率、延長網(wǎng)絡生命周期的目的。
　　 仿真結(jié)果表明：在OECM能耗模型下，能夠更準確的對網(wǎng)絡進行分簇。簇的劃分不僅與節(jié)點數(shù)n有關(guān)，還以網(wǎng)絡半徑R及工作任務有關(guān)。在SABMH算法中，相對于LEACH算法，網(wǎng)絡的有效生命周期延長了16％，而不穩(wěn)定周期縮短