基于能量效率的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著傳感器技術(shù)、通信技術(shù)及微電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一種新興的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)——無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，該系統(tǒng)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)，能夠協(xié)作地完成實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、傳感和采集目標(biāo)對(duì)象的信息，并對(duì)其進(jìn)行處理，傳送給需要信息的用戶。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)一般是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的大量傳感器節(jié)點(diǎn)組成，這些傳感器節(jié)點(diǎn)通常由容量有限的電池供電，且被部署在無(wú)人值守的環(huán)境下而不能持續(xù)充電，同時(shí)需要與距離較遠(yuǎn)的基站進(jìn)行頻繁通信，因

2、此能量的有效利用是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為當(dāng)今信息領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)，由于其涉及許多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，因此有非常多的關(guān)鍵技術(shù)有待發(fā)現(xiàn)和研究，定位技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的路由技術(shù)便是其中的兩種關(guān)鍵技術(shù)。本文的研究重點(diǎn)便為這兩種關(guān)鍵技術(shù)。 針對(duì)定位技術(shù)，本文首先介紹了定位的基本方法，重點(diǎn)對(duì)無(wú)需測(cè)距自定位算法中的DV-Hop算法進(jìn)行了研究與改進(jìn)，提出了一種改進(jìn)的節(jié)點(diǎn)自定位算法——DV-HopBLA，給出

3、了算法的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法。運(yùn)用NS-2進(jìn)行仿真，結(jié)果表明與原算法相比，DV-HopBLA在不需要額外增加節(jié)點(diǎn)能耗和硬件開銷的基礎(chǔ)上提高了定位精度，顯著改善了定位性能。 針對(duì)路由技術(shù)，本文首先介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)目標(biāo)，然后針對(duì)幾種典型的路由協(xié)議進(jìn)行了分析和比較。通過(guò)分析這些典型的路由協(xié)議的特點(diǎn)，本文選取定向擴(kuò)散協(xié)議為研究對(duì)象，在分析和理解定向擴(kuò)散技術(shù)的整個(gè)過(guò)程的基礎(chǔ)之上，針對(duì)能量消耗方面，對(duì)泛洪、組播和定向擴(kuò)

4、散這三種方案進(jìn)行了理論分析和比較，說(shuō)明在能消耗方面，定向擴(kuò)散協(xié)議要比泛洪和組播具有優(yōu)勢(shì)，從而會(huì)增加整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。然后，利用NS-2仿真工具，仿真實(shí)現(xiàn)三種算法。通過(guò)分析仿真數(shù)據(jù)，驗(yàn)證定向擴(kuò)散的確是一種較為理想的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。 但是，定向擴(kuò)散協(xié)議在興趣擴(kuò)散和探測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中，使得大量不必要的冗余節(jié)點(diǎn)參加了信息的轉(zhuǎn)發(fā)，這將大大的增加了節(jié)點(diǎn)的能量消耗。針對(duì)這一缺陷基礎(chǔ)之上，本文提出了改進(jìn)算法——DBD-OH。DDBD