無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量有效分簇路由協(xié)議(PECRP)的研究與應(yīng)用.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN，Wireless Sensor Network)是由大量具有特定功能的傳感器節(jié)點（比如脈搏、溫度、濕度、壓力等）通過自組織的無線通信方式組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這些節(jié)點可以相互傳遞信息，協(xié)同完成特殊的任務(wù)。在這種網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點可以在任何時刻、任何地點，不需要依靠其他的基礎(chǔ)設(shè)施的幫助和支持，快速構(gòu)建起一個自組織、管理的通信網(wǎng)絡(luò)，有很強的實用價值。因此，需要針對不同的應(yīng)用環(huán)境研究路由協(xié)議。其次，由于傳感器節(jié)點都由小型的電池進行

2、供電，傳輸數(shù)據(jù)十分頻繁，所以能量消耗十分明顯。設(shè)計一種具有較長網(wǎng)絡(luò)生命周期、良好通信連接性、低能量損耗的路由協(xié)議是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展所必需的。
　　 本文總結(jié)歸納了幾種優(yōu)秀的路由協(xié)議，例如SPIN協(xié)議、LEACH協(xié)議、HEED協(xié)議等，分析了它們的優(yōu)、缺點，重點關(guān)注了這些協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)壽命、能量損耗、應(yīng)用相關(guān)性等問題。在此基礎(chǔ)上，本文提出了一種新型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議--Power-effcient Clustering Rout

3、ing Protocol(PECRP)。
　　 PECRP協(xié)議是一種層次路由協(xié)議，隸屬層次路由協(xié)議中的分簇路由協(xié)議，以減少計算和通信開銷來構(gòu)造和維護無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為主要目的，迎合了當(dāng)前應(yīng)用的要求。PECRP協(xié)議主要適用于遠距離、復(fù)雜傳輸情況的、固定節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸，總體以節(jié)能、平衡網(wǎng)路節(jié)點能量、分簇為主要特點。它融合了HEED協(xié)議、PEGASIS協(xié)議這些優(yōu)秀分簇協(xié)議的優(yōu)點，改善了LEACH協(xié)議的簇首選擇機制，從延長網(wǎng)絡(luò)運行時間的角

4、度，利用剩余能量和距離兩個因素，選擇合適的節(jié)點作為簇頭。其中能量和距離的影響作用還可以根據(jù)實際應(yīng)用情況而進行調(diào)節(jié)。在數(shù)據(jù)傳輸上，采用了非均勻分簇的多跳圈效應(yīng)傳輸方式，延長了網(wǎng)絡(luò)的生存時間。并且，從數(shù)學(xué)的角度證明了在遠距離傳輸情況下，多跳傳輸可以延長網(wǎng)絡(luò)生存時間在狹義情況下的合理性。PECRP協(xié)議部分的屏蔽傳統(tǒng)路由協(xié)議的缺點。仿真結(jié)論證明，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分布均勻的情況下，PECRP協(xié)議相比LEACH協(xié)議可以明顯的延長網(wǎng)絡(luò)生存時間，提高網(wǎng)絡(luò)的傳