基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議的研究.pdf

1、無線傳感網(wǎng)絡(luò)，作為全球未來十大技術(shù)之一，無線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用研究和相關(guān)技術(shù)研究，正越來越受到人們的重視。近年來，由于數(shù)字電路、無線通信、微電機(jī)系統(tǒng)(Micro Electro Mechanism Systems)等技術(shù)的迅速發(fā)展，基于這些技術(shù)發(fā)展起來的無線傳感網(wǎng)絡(luò)也成了研究的熱門領(lǐng)域。它在軍事、醫(yī)療、家用等多個(gè)領(lǐng)域均有廣闊的應(yīng)用市場。 本文首先對(duì)無線傳感網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)做了介紹，同時(shí)將無線傳感網(wǎng)絡(luò)同傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了對(duì)比，對(duì)無線傳感網(wǎng)

2、絡(luò)中最重要的幾個(gè)性能參數(shù)做了介紹。衡量無線傳感網(wǎng)絡(luò)優(yōu)劣的最重要的指標(biāo)是網(wǎng)絡(luò)的能量消耗。提高無線傳感網(wǎng)絡(luò)的性能主要是減少網(wǎng)絡(luò)的能量消耗，提高網(wǎng)絡(luò)的能量有效性。然后，介紹了無線傳感網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)、體系結(jié)構(gòu)以及在網(wǎng)絡(luò)各個(gè)層次上的協(xié)議內(nèi)容。列舉了幾種經(jīng)典的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并對(duì)它們進(jìn)行了比較，分析。在分析了幾種經(jīng)典的路由協(xié)議，并分析這幾種協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)和不足之。提出了一種基于能量閾值的動(dòng)態(tài)聚簇結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本算法。這種協(xié)議算法是在經(jīng)典的低功耗自適應(yīng)分簇(LE

3、ACH)協(xié)議的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來，它沿用LEACH協(xié)議的以“輪”為單位的，每一輪又劃分為三個(gè)階段，分別是：啟動(dòng)階段、穩(wěn)定階段和動(dòng)態(tài)重組階段。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行一段時(shí)間后，某些簇頭節(jié)點(diǎn)由于進(jìn)行簇內(nèi)管理，數(shù)據(jù)融合，向匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息而消耗了大量能量。在LEACH協(xié)議中，簇頭的選舉是隨機(jī)的、均等的且和剩余能量多少無關(guān)。一旦剩余能量較少的節(jié)點(diǎn)當(dāng)選為簇頭，其能量將很快耗盡，使得該簇失效。然后進(jìn)行下一輪的簇頭選舉，但頻繁的簇頭選擇會(huì)消耗很大的能量。本文為解決這

4、樣的問題，對(duì)LEACH協(xié)議進(jìn)行了改進(jìn)：當(dāng)簇頭節(jié)點(diǎn)的能量小于設(shè)定的某一閾值時(shí)，簇頭節(jié)點(diǎn)將簇頭的職責(zé)接力給其簇中某一個(gè)能量較高的節(jié)點(diǎn)，而自己又恢復(fù)傳感節(jié)點(diǎn)的角色，在下一輪，被選擇的節(jié)點(diǎn)將會(huì)成為簇頭節(jié)點(diǎn)。在討論了的基本算法后，為路由協(xié)議建立了完善的內(nèi)容，為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間的通信建立了靈活有效的通信機(jī)制，并且為消息規(guī)定了格式和內(nèi)容。最后，根據(jù)制定的路由協(xié)議，對(duì)無線傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真。同時(shí)，也對(duì)經(jīng)典的低功耗自適應(yīng)分簇(LEACH)協(xié)議進(jìn)行了仿真，并對(duì)