受限节点的WSNs非均匀分簇算法应用研究.pdf

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1、2014年第33卷第2期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)19＼研究与探讨s、c受限节点的WSNs非均匀分簇算法应用研究韩进，陈树(江南大学物联网工程学院，江苏无锡214122)摘要：针对常规分簇路由算法不能有效解决节点位置、能量、频段受限的固态发酵温度检测无线传感器网络(WSNs)中节点过早死亡和能耗不均衡的问题，提出了一种基于粒子群优化(PSO)算法的非均匀分簇路由协议。首先，根据网络规模选择固定数目的簇首节点，然后，引入PSO算法和非均匀分

2、簇机制，以簇首节点覆盖范围和簇内节点与簇首之间平均欧氏距离作为评价函数的影响因子，选取一组最优簇首。仿真实验结果表明：所提算法有效改善了受限节点无线测温网络“热区”效应，均衡了节点能耗，显著延长了网络生存周期。关键词：固态发酵温度检测；无线传感器网络；粒子群优化；非均匀分簇；网络生存周期中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1000--9787(2014)02--0019--04ApplicationresearchonunevenclusteringalgorithmforWSNsoflim

3、itednodesHANJin，CHENShu(SchoolofIoTEngineering，JiangnanUniversity，Wuxi214122，China)Abstract：Aimingatproblemsofnodesareearlydeadandenergyconsumptionoftheentirenetworkisnotbalancedinthelimitednodeposition，energy，~equencyofWSNsforsolid—statefermentationtem

4、peraturemeasurement，can’tbesolvedefectivelybyconventionalclusteringroutingalgorithm，proposeanunevenclusterroutingprotocolbasedonparticleswarmoptimization(PSO)algorithm．Firstly，accordingtonetworksize，selectfixednumberofclusterheadnodes，thenthePSOanduneve

5、nclusterschemeareintroducedtoselecttheoptimalclusterheadsbyevaluatingfactorswhicharetheaverageEuclideandistancebetweennodesandtheirassociatedclusterheadsandthesizeofclusterheadcoverage．Simulationexperimentalresultsdemonstratethatthealgorithmcanefficient

6、lyimprovethe“hotzone”effectofnetwork，balanceenergyconsumptionofnodes，andprolongnetworklifecycle．Keywords：solid—statefermentationtemperaturemeasurement；WSNs；particleswarmoptimization(PSO)；unevenclustering；networklifecycle0引言磁环境，给无线通信带来干扰。因此，为了应对这些干扰，近些年，

7、物联网技术在酿酒行业开始逐步应用，固态发就要对节点的通信频率、发射功率进行高低不同配置，从而酵温度检测就是一个典型应用。将无线传感器网络导致异构节点的存在。正是节点配置受限的特点和复杂的(WSNs)引入固态发酵温度检测系统，确实在增加窖池温车间环境要求固态发酵温度检测WSNs能耗更低，生存周度检测位置、时间的精确性和提高白酒产量和质量方面起期更长。路由技术是WSNs网络层的关键，对均衡节点能到关键作用，对推进我国白酒固态发酵过程信息化的发展耗负载、节省通信能量、提高通信效率、延长网络生存时间具有十分重

8、要的意义J。起决定作用。而基于分簇路由协议技术能显著降低数据延固态发酵温度检测WSNs作为一个很有针对性、应用迟，提高能量有效性，有效延长网络生命周期，相比之下具背景强的网络，与理论研究模型还存在一定的差异。例如：有更好的适用性。目前，已有很多学者基于最大化WSNs节点在发酵车间的位置是固定的，节点由电池供电且不可生存周期提出多种分簇路由协议或算法。HeinzelmanⅣ等随意更换，车间行车等大型机电设备的运行造成复杂的电人提出了经典的低功耗自适应分簇协