基于數(shù)據(jù)相關(guān)性的WSN分簇路由協(xié)議的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的具有數(shù)據(jù)采集、信息處理、無線通信等功能的微型傳感器節(jié)點形成的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是一種全新的信息獲取方式和數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。由于傳感器節(jié)點的能量資源十分有限，需要重點研究如何有效地減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娴哪芎模詫崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)生存周期的最大化，而設(shè)計高效的網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議是其中最基本的問題之一。
　　 WSN路由協(xié)議從網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的角度分為平面路由和分簇

2、路由協(xié)議，分簇路由協(xié)議具有可擴展、易管理、網(wǎng)絡(luò)負載平衡、數(shù)據(jù)融合方便等特點，是一種良好的節(jié)能路由協(xié)議。本文深入研究了典型的WSN分簇路由協(xié)議，分析了各自的特點和存在的問題。現(xiàn)有的分簇路由協(xié)議一般從簇頭分布情況、節(jié)點剩余能量和簇的拓撲結(jié)構(gòu)等方面考慮網(wǎng)絡(luò)分簇問題，而忽略了節(jié)點之間的數(shù)據(jù)相關(guān)性，難以給出有效的簇頭數(shù)據(jù)融合算法。
　　 為了進行高效的數(shù)據(jù)融合，本文提出了一種全新的分簇路由協(xié)議--DCC（DataCorrelation b

3、ased Clustering protocol for WSN），即基于數(shù)據(jù)相關(guān)性的WSN分簇路由協(xié)議，其核心是將WSN中的數(shù)據(jù)冗余表示為形式化的數(shù)據(jù)相關(guān)性，從數(shù)據(jù)相關(guān)性的角度出發(fā)考慮網(wǎng)絡(luò)的分簇問題。
　　 首先以數(shù)據(jù)相關(guān)性來表示節(jié)點之間的關(guān)系，建立了基于數(shù)據(jù)相關(guān)性的WSN網(wǎng)絡(luò)模型--DCM（Data Correlation based WSN Model）；然后在DCM的基礎(chǔ)上，使用貪婪算法將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分成盡量少的不相交的簇，

4、同時使每個簇內(nèi)的節(jié)點兩兩之間都具有強數(shù)據(jù)相關(guān)性；在獲取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)時，簇頭利用數(shù)據(jù)相關(guān)性，在保證數(shù)據(jù)精確度的前提下，進行高效的簇內(nèi)數(shù)據(jù)融合。實驗結(jié)果表明，相對于經(jīng)典的LEACH協(xié)議，DCC顯著提高了WSN的網(wǎng)絡(luò)壽命和服務(wù)質(zhì)量，實現(xiàn)了能量高效的精確的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)獲取。
　　 數(shù)據(jù)相關(guān)性是隨著環(huán)境的改變而變化的，為了應(yīng)對數(shù)據(jù)相關(guān)性的動態(tài)變化，本文提出了動態(tài)調(diào)整策略，這是一種針對網(wǎng)絡(luò)局部變化的調(diào)整策略，它改變了在一“輪”中網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)不發(fā)生變