基于能量控制的無線傳感器網(wǎng)絡分層路由技術研究.pdf

1、隨著通信技術、嵌入式技術和傳感器技術的飛速發(fā)展和日益成熟，無線傳感器網(wǎng)絡逐漸引起了人們的極大關注。無線傳感器網(wǎng)絡中各傳感器節(jié)點間通過單跳或者多跳轉發(fā)機制進行數(shù)據(jù)通信，每個節(jié)點都需要具備路由器的功能，除了執(zhí)行自己的應用任務（如感知和傳輸數(shù)據(jù)），還要參與路由的發(fā)現(xiàn)、維護以及網(wǎng)絡組織結構的構建。因此，路由技術是無線傳感器網(wǎng)絡中的關鍵技術。由于傳感器網(wǎng)絡本身能源受限的特點，路由設計的重點目標就集中在怎樣均衡節(jié)點能耗、降低節(jié)點能耗以及提高網(wǎng)絡的整

2、體生命周期上。
　　相比平面路由，層次路由算法更有優(yōu)勢。本文首先對LEACH和LEACH-C算法進行了仿真研究。其中，LEACH-C是一種集中式的分簇路由算法，在基站處可以對全網(wǎng)各個節(jié)點的地理位置和能量進行監(jiān)控，而LEACH是一種分布式的分簇路由算法，無法通過基站對全網(wǎng)信息進行監(jiān)控。仿真結果表明，LEACH-C比LEACH更有效。
　　由于常見的層次路由算法都是基于LEACH算法中簇首的產(chǎn)生和分簇的形成，很少有針對LEACH

3、-C中數(shù)據(jù)傳輸過程節(jié)點能量的控制操作，本文在LEACH-C分簇算法的基礎上，加入了對節(jié)點能量的監(jiān)控，并通過選擇臨時簇首節(jié)點以及在分簇內尋找中間轉發(fā)節(jié)點來均衡傳感器網(wǎng)絡中各節(jié)點的能耗和負擔，即分簇內成員節(jié)點與簇首節(jié)點之間的通信采用多跳的通信方式來實現(xiàn)，以達到提高網(wǎng)絡生命周期的目的。本文詳細描述了算法，并給出了相應的算法流程圖，同時還對算法進行了多種情況下的仿真實驗和結果分析。結果表明，通過對節(jié)點能量進行控制，網(wǎng)絡的生存周期得到了延長。

4、r>　　無線傳感器網(wǎng)絡最大的特點之一是以數(shù)據(jù)為中心。LEACH-C算法中，傳感器節(jié)點是按固定的時間周期向基站發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)。這種采集方式在需要連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)的環(huán)境比如環(huán)境檢測中比較適用，但在某些情況下只需要對網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域進行少量單次的數(shù)據(jù)查詢。由于LEACH-C算法是屬于集中式的算法，可以利用基站處的網(wǎng)絡的全局信息對查詢請求命令快速響應。本文在LEACH-C算法形成的分簇結構的基礎之上，提出了相應的基于分簇結構的數(shù)據(jù)查詢方案，并將此方案