基于隨機(jī)睡眠和網(wǎng)關(guān)選擇的通信協(xié)議的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量隨機(jī)部署在監(jiān)測區(qū)域的微小傳感器節(jié)點(diǎn)通過無線通信、自組織方式構(gòu)成的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，一般用于在無人監(jiān)管的情況下對周圍環(huán)境或者對象進(jìn)行監(jiān)測，將采集的信息傳送給遠(yuǎn)端的觀察者，由觀察者根據(jù)匯聚來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而了解監(jiān)測區(qū)域或者對象的情況。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在科研、軍事、民用等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。但是傳感器節(jié)點(diǎn)自身能量有限，因此節(jié)省能量成為無線傳感器研究的重要目標(biāo)。目前已有大量相關(guān)的研究工作，其中聚簇、節(jié)點(diǎn)的睡眠機(jī)制和利用

2、網(wǎng)關(guān)的簇間多跳路由機(jī)制是節(jié)約能量的幾種有效方法，但是，這些研究工作大都沒有結(jié)合起來。而且大部分已經(jīng)提出的通信協(xié)議是以節(jié)點(diǎn)均勻分布為前提的，這種節(jié)點(diǎn)部署方案不利于節(jié)省能量。 本文在分析大量通信協(xié)議的基礎(chǔ)上提出一種基于隨機(jī)睡眠和網(wǎng)關(guān)選擇機(jī)制的通信協(xié)議SSGM。然后對SSGM采用的節(jié)點(diǎn)部署方案進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，提出一種基于位置的節(jié)點(diǎn)部署方案LNDS。 SSGM采用被動(dòng)分簇策略來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，簇首選舉采用“先聲明者勝”機(jī)制，使

3、網(wǎng)絡(luò)中簇的分布比較均勻；網(wǎng)關(guān)的選擇是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的健壯性和能量均衡的原則確定；并且在保證相對較高覆蓋率的基礎(chǔ)上選擇某些符合條件的節(jié)點(diǎn)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，協(xié)議減少了不必要的能量消耗并降低了發(fā)生信號沖突的可能性。SSGM協(xié)議充分考慮了網(wǎng)絡(luò)的健壯性、節(jié)點(diǎn)能耗的均衡性與節(jié)省性，能夠有效地延長網(wǎng)絡(luò)的生命期。 本文對SSGM及大多數(shù)協(xié)議采用的均勻節(jié)點(diǎn)部署方案進(jìn)行了研究，分析了均勻部署方案中各區(qū)域節(jié)點(diǎn)能耗分布情況。分析表明越靠近sink的節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)