無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中分簇路由研究與實現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以其低廉的價格、便利的部署方式正得到越來越廣泛的使用。對傳感器網(wǎng)絡(luò)各個方面的研究也成為目前學(xué)術(shù)界非?；钴S的課題，路由協(xié)議是傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵問題之一。本文從分簇網(wǎng)絡(luò)的角度進行探討，著重研究傳感器網(wǎng)絡(luò)中分簇路由算法及實現(xiàn)機制。 （1）本文根據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的特點，首先分析現(xiàn)有傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由算法，并對典型的路由算法進行了比較。在此基礎(chǔ)上，從能量有效的角度，首先提出了一種能量均衡的異步自維護分簇路由算法，算法利用初

2、始簇的冗余特性、候選簇頭以及簇頭能量級變化，通過異步、局部重新分簇，克服了傳統(tǒng)分簇算法中節(jié)點同步和周期性全局重新分簇的缺點，從而有效節(jié)省節(jié)點能量延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。實驗表明，該算法具有收斂快、能量均衡、簇頭分布均勻和可擴展等特點。 （2）從簇頭數(shù)據(jù)傳輸角度，提出一種用于簇頭數(shù)據(jù)多跳傳輸?shù)幕趨^(qū)域劃分能量均衡路由算法，該算法將圓形傳感器區(qū)域進行劃分，獲得節(jié)點非均勻分布的效果，同時采用基站移動機制，從而使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點能量均衡

3、并有效延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。實驗表明，該算法較一般多跳路由算法能在保證高數(shù)據(jù)送達率的前提下，有效延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。 （3）本文的主要工作還包括搭建基于Micaz節(jié)點和TinyOS的傳感器網(wǎng)絡(luò)原型系統(tǒng)。原型系統(tǒng)包括四個部分：數(shù)據(jù)處理層、通用中間層、監(jiān)控管理層和后臺數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)處理層結(jié)合上述路由算法思想，用nesC語言實現(xiàn)了一個多跳分簇混合路由協(xié)議，通用中間層實現(xiàn)了傳感器網(wǎng)絡(luò)上層應(yīng)用系統(tǒng)和無線傳感器網(wǎng)關(guān)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，而監(jiān)控管理與后