基于能量高效的傳感器網絡路由算法研究

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1、_《餾洳≥;o~嚳藕論文題目羹嗣醉耵^。≯。帑文論位學士障鬃摘要隨著“普適計算”技術模式的出現,傳感器網絡作為一種新型數據采集的技術手段,在未來具有無限光明的應用前景。目前。傳感器網絡許多相關技術內容仍然處于探索階段,比如:網絡協議設計、能源管理、數據傳輸安全性和可靠性等問題。只有有效解決所面臨的這些技術闖題,傳感器網絡才能有機會真正應用到軍事、醫(yī)療、商業(yè)、教育、環(huán)境等領域,發(fā)揮潛在的巨大價值,才能真正轉化為生產力。因此,對其研究是大有裨益的。本文從解決傳感器網路路由協議算法角度進行探討,作了一些有益的嘗試,主要反映在以下四個方面:第一,論述了傳感器網絡區(qū)別于其它無線鼴絡(如M

2、ANET、蜂窩網絡)的一些內在特征,分析了一些傳感器網絡路由算法設計的影響因素。對現有的一些傳感器網絡路由協議算法進行分類的基礎上,綜述了它們的優(yōu)缺點及其性能問題,為設計新的性能更好的路由協議算法奠定基礎:第二,為延緩傳感器網絡壽命,提高能量使用效率,提出一種新的能效高的可靠聚類路由算法——多類頭方法的傳感器網絡聚類路由算法。該算法采用每個類多類頭節(jié)點共同承擔類頭節(jié)點的作用——收集數據、聚合數據并發(fā)送數據包到sink節(jié)點,解決單類頭節(jié)點因故障等原因帶來的不可靠而導致的能量損失,改善網絡能量使用效率,提高數據傳輸可靠性。在仿真環(huán)境下,該算法與單類頭方法的聚類路由算法進行了比較,結

3、果表明,該算法改善了能量消耗均衡性,提高了能量使用效率以及類頭節(jié)點數據傳輸可靠性,從而也有效延長了網絡壽命。第三。從關注能量節(jié)約和均衡運用來延長網絡壽命的角度,提出一種新的基于權重引導的多跳路由算法,該算法適應連續(xù)流數據傳輸應用模型的需要,在兼顧每個節(jié)點的能量狀況的同時,充分利用路由方向性信息,引入路由權重概念,可以實現引導節(jié)點既考慮能量均衡使用,同時實現快速路由數據到目標節(jié)點(即sink節(jié)點)的目的。經仿真驗證,該算法有效節(jié)約能量,均衡使用能量,延長網絡壽命,路由數據快速。第四,結合傳感器網絡事件驅動型數據傳輸模型具有不同于其它數據傳輸模型的特點,提出一種基于事件驅動的傳感器

4、網絡聚類路由算法。該算法以感知事件出現的所有節(jié)點參與路由活動,其它節(jié)點保持休眠狀態(tài)以節(jié)省能量,采用剩余能量多的活動節(jié)點為類頭節(jié)點的選擇方法,避免剩余能量少的節(jié)點過早耗盡能量。仿真結果表明,該算法在均衡各節(jié)點能量開銷,節(jié)約能量,延長網絡壽命等方面性能表現較好。關鍵字:傳感器網絡,無線傳感器網絡,普適計算,路由協議,路由算法,聚類算法,多跳路由,多類頭,權重引導,事件驅動AbstractAsanewtechniqueofimplementingubiquitouscomputing,wirelesssensornetworks(WSNs)canbeusedinmanyaspects

5、inthecomingfuture.However,severaltechnologiesrelatedtoWSNsarestillexplored,suchasnetworkmutingprotocol,energymanagement,datatransmissionsecurityandreliability,etc.Iftheycanbedesignedsuccessfullyandimplementedeffectively,WSNswillreallybeusedinawiderangeofapplicationsinthemilitary,health,comme

6、rce,education,environmentetc.,andtheirpotentialandgreatvaluesCanbeproducedandtransformedintoproductivity.Therefore,itismostmeaningfultomakescientificresearchesonwirelesssensornetworks.Inthispaper,mainlyfocusingonroutingtechniqueinWSNs,someproblemsofdesigningWSNs’routingalgorithmarediscusseda

7、ndseveralnewmutingalgorithmsarcpresentedasfollows:●SeveralWSNs’inherentcharacteristicsarefirstlydescribed.whicharedifrerentfromtraditionajwirelessnetworkslikemobileadhocnetwork(MANET)orcellularnetwork.Then,designchallengesforroutingprotocolsinWSNsa

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