基于農(nóng)田的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究.pdf

1、隨著傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)和無線通信等技術(shù)的進(jìn)步，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks)得以迅猛發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)集成了傳感器、嵌入式計(jì)算、分布式信息處理和無線通信四大技術(shù)，是一種全新的信息獲取、處理和傳輸技術(shù)。WSN應(yīng)用于軍事、農(nóng)田監(jiān)測(cè)、醫(yī)療救護(hù)、商業(yè)等領(lǐng)域，因而具有十分廣闊的應(yīng)用前景。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，且這種微型傳感器節(jié)點(diǎn)能量有限而且一旦布設(shè)后不

2、再更換，在農(nóng)田中尤其如此。因此能量是無線傳感器節(jié)點(diǎn)最重要的資源，它直接關(guān)系著網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。所以節(jié)能問題成為研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)一個(gè)主要的目標(biāo)。 路由技術(shù)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，也是影響網(wǎng)絡(luò)整體性能重要的因素之一。傳統(tǒng)的固定網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議已經(jīng)不再適應(yīng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)變化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因此近年來提出了不少專門針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議，如LEACH，PEGASIS，TEEN等。其中LEACH協(xié)議是較早提出的針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的

3、一個(gè)協(xié)議。它是一種自組織的、自適應(yīng)的、能量有效的、分簇的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?？紤]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)特性，將傳輸?shù)母吣芎妮^平均分配到所有節(jié)點(diǎn)上，有效的延長了網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。但是，LEACH協(xié)議的隨機(jī)選擇簇頭的方案沒有做到最優(yōu)，因?yàn)樗谶x擇過程中既沒有考慮到節(jié)點(diǎn)的地理位置，也沒有考慮到節(jié)點(diǎn)剩余能量水平。 本文從無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本概念入手，對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議進(jìn)行的分析研究，并重點(diǎn)對(duì)LEACH協(xié)議進(jìn)行了深入的探討。針對(duì)LEACH存在的

4、不足，進(jìn)行了改進(jìn)，提出了改進(jìn)的協(xié)議M-LEACH，它對(duì)LEACH的簇頭與簇間進(jìn)行了優(yōu)化，其中借鑒了PEGASIS，DD等協(xié)議的優(yōu)秀思想。 本文從以下幾個(gè)方面對(duì)LEACH進(jìn)行了優(yōu)化： 首先，在簇的形成階段，對(duì)簇首的選取過程，選取個(gè)數(shù)，以及簇的半徑進(jìn)行了優(yōu)化； 其次，簇間采取多跳通信方式，簇首節(jié)點(diǎn)只需將數(shù)據(jù)發(fā)送給鄰近的節(jié)點(diǎn)而不是相距很遠(yuǎn)的Sink節(jié)點(diǎn)，可以減少單個(gè)節(jié)點(diǎn)的能耗，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡： 最后采用NS2