無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的分層鏈樹路由協(xié)議研究.pdf

1、隨著傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)和無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireless sensor network，WSN)應(yīng)運(yùn)而生。在這種網(wǎng)絡(luò)中，由大量傳感器節(jié)點(diǎn)協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的監(jiān)測信息，并通過多跳中繼方式傳送給會聚節(jié)點(diǎn)(Sink)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在許多軍用和民用領(lǐng)域都有非常廣泛的應(yīng)用。
　　 數(shù)據(jù)收集是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最基本的應(yīng)用

2、，是各種復(fù)雜應(yīng)用的基礎(chǔ)。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量龐大，單個節(jié)點(diǎn)的能源、計算能力和帶寬都非常有限，傳統(tǒng)的無線路由協(xié)議不適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。因此，高效使用節(jié)點(diǎn)能量，延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議設(shè)計的首要目標(biāo)。在目前的研究中，分簇算法被認(rèn)為是進(jìn)行高效的能量管理，提高網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性，并延長網(wǎng)絡(luò)生存期的最有效的途徑之一。
　　 論文首先對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了概述，介紹了傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、現(xiàn)狀和體系結(jié)構(gòu)，并對其特點(diǎn)和應(yīng)用進(jìn)行了

3、分析和總結(jié)；接著闡述了無線傳感器路由協(xié)議的評價標(biāo)準(zhǔn)，對路由協(xié)議進(jìn)行了分類，并分析比較了現(xiàn)有的幾種典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。
　　 然后在重點(diǎn)研究PEGASIS的基礎(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)的分層鏈樹路由協(xié)議(HCTRP)，并對其進(jìn)行詳細(xì)的闡述。在分層鏈樹協(xié)議中，根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)與Sink通信距離的遠(yuǎn)近，通過建立信號強(qiáng)度等高線，把觀測區(qū)劃分為以Sink為圓心的環(huán)狀層次區(qū)域。然后在分層的基礎(chǔ)上，對傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識分級，與Sink的通信

4、距離在同一級別的節(jié)點(diǎn)具有相同的ID號。算法的實(shí)現(xiàn)過程是：首先采用貪婪算法在距離Sink最近的區(qū)域中建立主鏈，然后從外圍節(jié)點(diǎn)到內(nèi)層節(jié)點(diǎn)逐漸建立若干條支鏈并連接到主鏈上，形成數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠邢蜴湗?。最后由主鏈上的?jié)點(diǎn)輪流擔(dān)任根節(jié)點(diǎn)與Sink通信，數(shù)據(jù)從外至內(nèi)經(jīng)過多跳中繼和數(shù)據(jù)融合后傳送到Sink。
　　 最后，采用NS2網(wǎng)絡(luò)模擬工具對分層鏈樹算法進(jìn)行了模擬，得出了在不同場景和參數(shù)下的網(wǎng)絡(luò)生存時間、節(jié)點(diǎn)平均時延等結(jié)果。通過和PEGASIS