基于低能耗策略的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)通常由大量傳感器節(jié)點(diǎn)組成，采用多跳以及自組織通信的方式收集監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)。在網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能量、計(jì)算能力以及帶寬是十分有限的，且傳感器節(jié)點(diǎn)多數(shù)不能更換電池，能量是無(wú)線傳感網(wǎng)中寶貴的資源。網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信過(guò)程是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量消耗的主要部分，路由協(xié)議的優(yōu)劣直接影響到網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。因此，如何有效降低節(jié)點(diǎn)的能耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期，一直是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究的重點(diǎn)問(wèn)題。
　　本文首先分析了無(wú)線傳感器網(wǎng)

2、絡(luò)路由協(xié)議的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上著重分析了LEACH算法的工作原理以及其存在的不足，并針對(duì)LEACH算法的缺陷，提出一種基于模糊理論的LEACH改進(jìn)路由算法FTCA。算法的基本思想是各節(jié)點(diǎn)采用不同的成簇概率，使得遠(yuǎn)離Sink節(jié)點(diǎn)的簇規(guī)模小，靠近Sink節(jié)點(diǎn)的簇規(guī)模大，從而均衡網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的能量消耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期，提高網(wǎng)絡(luò)的整體性能。
　　為了進(jìn)一步節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能耗，適應(yīng)傳感網(wǎng)在大區(qū)域環(huán)境下的應(yīng)用，本文設(shè)計(jì)了一種低功耗非均

3、勻分簇多跳路由協(xié)議UCMR，對(duì)簇頭選舉、簇頭路由進(jìn)行優(yōu)化，解決了傳統(tǒng)多跳的分簇路由算法存在的“熱點(diǎn)”問(wèn)題，大大延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)壽命。在初始化階段，算法將網(wǎng)絡(luò)分成若干虛擬環(huán)，并計(jì)算各環(huán)最優(yōu)簇頭數(shù)目，從而合理控制了簇的大小;在簇的路由建立階段，將Sink節(jié)點(diǎn)視為一個(gè)候選簇頭節(jié)點(diǎn)，建立由外層到內(nèi)層的簇頭路由樹，從而減少全網(wǎng)能量消耗;在建立簇頭路由樹過(guò)程中，算法首先建立了距離適宜度函數(shù)，以評(píng)價(jià)節(jié)點(diǎn)位置對(duì)簇頭路由的影響，在最小化本地節(jié)點(diǎn)能耗的同時(shí)最大程