农业生产环境监测无线传感器网络路由算法研究

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1、农业生产环境监测无线传感器网络路由算法研究　　摘要：无线传感器网络以其低成本、低功耗、高可靠、自组织等特点，在农业生产环境监控中发挥着重要作用。针对无线传感器网络分簇结构中簇头节点能量消耗过快导致网络分割问题，提出了一种适用于农业生产环境监测的基于事件驱动的能量高效分簇路由算法。网络中所有节点部署完毕后即进入休眠状态，当环境中某个监测数值高于设定阈值时，感知范围内的节点被唤醒并启动事件响应分簇机制。在簇成立阶段，随机选择一个节点elector广播请求分簇消息，并接受其他唤醒节点的响应，elector根据各节点能量情况，选择剩余能量最大的节点作为簇头节点，能量次之的为下一轮e

2、lector；在数据传输阶段，根据节点剩余能量及到基站（BS）的距离选择转发节点。仿真实验结果表明，该路由协议减少了簇成员之间的通信开销，使得网络中各节点的能量消耗更加均衡，有效延长了传感器网络的生命周期。　　关键词：无线传感器网络；路由算法；事件驱动；分簇；OMNET++仿真软件　　中图分类号：S126文献标识号：A文章编号：1001-4942（2016）12-0156-06　　AbstractWiththecharacteristicsoflowcost，lowpowerconsumption，highreliabilityandself-organization，wi

3、relesssensornetworks（WSNs）playimportantrolesintheagricultural14productionenvironmentmonitoring.Aimingattheproblemofclusterheadnodesconsumingenergysofasttoleadthenetworksegmentedintoparts，weputforwardaneventdrivenandenergyefficientclusteringroutingalgorithmforagriculturalproductionenvironme

4、ntmonitoring.Allnodesgotosleepmodeafterthenetworkdeployment，whenthemonitoredparameter’svaluehigherthanthesettingthreshold，thenodeswithinthescopeareawakenedandstarttheincidentresponseclusteringmechanism.Attheclustersetupphase，randomlyselectanodeaselectortobroadcastrequestclusteringmessage，a

5、ndaccepttheothersensornodes’response，accordingtoeachnodeenergysituation，electorchoosenodewiththemaximumresidualenergyasaclusterhead，andchoosenodewithsecondhighestenergyforthenextroundelector.Indatatransmissionphase，therelaynodeswereselectedonthebasisoftheresidualenergyofnodesandthedistance

6、tothebasestation（BS）.Thesimulationexperimentalresultsshowedthattheproposedprotocolcouldreducethecommunicationoverheadbetweentheclustermembers，effectivelybalancetheenergyconsumptionofeachnodeinthenetwork，andsignificantlyprolongthesurvivaltimeofthenetwork.　　KeywordsWirelesssensornetwork；Rout

7、ingprotocol；Eventdriven；Clustering；OMNET++simulatesoftware14　　农业信息的精准获取是农业生产环境调控的基础，面对复杂的农业生产环境及庞大的数据监测量，传统的农业信息获取方式已无法满足现实需要。随着微电子工艺和无线射频技术的飞速发展，无线传感器网络的研究越来越受到人们的重视。传感器网络是由部署在观测环境内的大量微型传感器节点通过无线通信方式组成的一种无线网络[1]。由于无线传感器网络具有低成本、低功耗、高可靠、自组织等特点，在农业生产环境监控系统中有着重要的