無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非均衡分簇路由算法研究.pdf

1、傳感器網(wǎng)絡(luò)由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的大量的傳感器節(jié)點組成。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量龐大、單個節(jié)點資源極其有限，因此，有效節(jié)約能量，延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議設(shè)計的首要目標(biāo)。在分級結(jié)構(gòu)的WSN網(wǎng)絡(luò)中，簇頭負(fù)責(zé)本簇內(nèi)成員節(jié)點之間的通信以及本簇成員節(jié)點和其它簇成員節(jié)點間的通信，因此，如何動態(tài)選擇出最合理的節(jié)點擔(dān)任簇頭，成為分簇算法的關(guān)鍵問題。 本文在總結(jié)分析國內(nèi)外現(xiàn)有分簇路由機制的基礎(chǔ)上，針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于多跳的分簇路由協(xié)議中存在的

2、“熱區(qū)”問題，及簇頭節(jié)點的更換機制，提出了一種基于區(qū)域劃分的非均衡分簇路由算法。該算法的主要思想是將簇劃分的任務(wù)交由能量無限制的匯聚節(jié)點完成，使得靠近匯聚節(jié)點的內(nèi)層簇的規(guī)模小于外層簇的規(guī)模；在簇結(jié)構(gòu)內(nèi)部，將簇頭節(jié)點的負(fù)擔(dān)劃分到主、從簇頭兩個節(jié)點上面，且在主簇頭節(jié)點上面引入ARMA預(yù)測模型，從而避免了主簇頭因為能量完全消耗而死亡。 本文主要工作包括以下幾個方面： 1.針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中分簇路由算法中存在的“熱區(qū)”問題，本

3、文提出了一種基于區(qū)域劃分的非均衡分簇路由算法。算法將簇劃分的任務(wù)交由能量無限制的匯聚節(jié)點完成，使得靠近匯聚節(jié)點的內(nèi)層簇的規(guī)模小于外層簇的規(guī)模。 2.本文在簇的結(jié)構(gòu)中引入了主、從簇頭節(jié)點，從而實現(xiàn)了分布式簇頭選舉工作，同時在分簇過程中避免了每個階段的能量消耗。此外，本文還將ARMA預(yù)測模型引入到主簇頭節(jié)點的更換過程中，從而避免了主簇頭因為能量完全消耗而死亡，也避免了因為主簇頭死亡而造成網(wǎng)絡(luò)分割，降低網(wǎng)絡(luò)的生存時間。 3.本