異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量消耗均衡路由算法研究.pdf

1、隨著傳感器技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)、無(wú)線通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，孕育出無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)，并以其分布式和自組織的特點(diǎn)帶來(lái)了信息感知的一場(chǎng)變革。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)，是一種全新的信息獲取平臺(tái)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種檢測(cè)對(duì)象的信息，并將這些信息發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的指定范圍內(nèi)目標(biāo)監(jiān)測(cè)與

2、跟蹤，有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　 在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，傳感器節(jié)點(diǎn)大多由電池供電，一般難以更換，經(jīng)常因?yàn)槟芰亢谋M而導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)失效，節(jié)點(diǎn)的能量限制嚴(yán)重地阻礙了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展，如何降低網(wǎng)絡(luò)的能耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的使用壽命是其面臨的首要問(wèn)題。能量的局限性使路由算法的設(shè)計(jì)也面臨著很多挑戰(zhàn)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是減小網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的能量消耗，并使網(wǎng)絡(luò)中的能量消耗均勻分布，以提高各節(jié)點(diǎn)以及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行壽命。

3、　　 本文在認(rèn)真分析了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和已有路由算法的基礎(chǔ)上，基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量異構(gòu)的特點(diǎn)，提出了一種能量消耗均衡路由算法，主要工作內(nèi)容如下：
　　 (1)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)初始能量同構(gòu)的基礎(chǔ)上，在不同的通信模式下對(duì)網(wǎng)絡(luò)的能量有效性進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析。
　　 (2)對(duì)異構(gòu)型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分類，同時(shí)介紹和總結(jié)了能量異構(gòu)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)及研究者們?cè)诖朔矫娴难芯抗ぷ鳌?br>　　 (3)在異構(gòu)思想的基礎(chǔ)上

4、，設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淠Ｐ停?jié)點(diǎn)通過(guò)多跳轉(zhuǎn)發(fā)的通信機(jī)制將數(shù)據(jù)發(fā)往匯聚節(jié)點(diǎn)。針對(duì)距離匯聚節(jié)點(diǎn)較近的傳感器節(jié)點(diǎn)因承擔(dān)過(guò)多的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)而先于其他節(jié)點(diǎn)死亡的情況，采取為傳感器節(jié)點(diǎn)配置不同初始能量的思想，為距離匯聚節(jié)點(diǎn)較近的節(jié)點(diǎn)配置更多的能量。
　　 (4)能量異構(gòu)思想與路由算法相結(jié)合，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的能耗效率進(jìn)行了分析，證明了節(jié)點(diǎn)采用能量異構(gòu)的策略可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量消耗均衡，并推導(dǎo)了最優(yōu)能耗效率下的初始能量配備關(guān)系。
　　 (5)