无线传感器网络节能路由算法研究

《无线传感器网络节能路由算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浙江工业大学硕士学位论文无线传感器网络节能路由算法研究摘要无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)就是由大量部署在监测区域内的传感器节点组成，通过无线通信的方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，从而协作地感知、采集和处理网络覆盖区域的监测信息，并发送给观察者o_无线传感器网络在军事侦察、环境信息检测、农业生产、医疗健康监护、建筑与家居、工业生产控制以及商业等领域有着广阔的应用前景。在无线传感器网络中，能量是一种非常宝贵的资源，因为传感器通常由电池供电，而电池提供的能量有限，且传感器通常被部署在无人值守的环境下，不能持续充电。为了延长电池的寿命，以达到延长整个

2、网络的生命周期的目的，近年来人们渐渐意识到了借助通信协议或者算法来实现节能的必要性。研究能量高效的通信协议或者算法，已经成为无线传感器网络中最主要的问题。本文首先简单地介绍了无线传感器网络的概念、体系结构、特点以及应用前景等等，然后研究了无线传感器网络中使用的节能技术，并对典型的无线传感器网络节能路由算法进行总结、分析与比较。．无线传感器路由算法有平面路由算法和层次路由算法，层次路由算法是目前无线传感器网络路由算法研究的重点，LEACH(LowEnergyAdaptiveClusteringHierarchy,LEACH)算法是最典型的层次路由算法之一，它激发了许多层次路由算法的产生，

3、因此选择LEACH算法为重点研究对象。通过分析LEACH算法和其他算法提出改进思路，从而形成一种新的无线传感器网络节能路由算法_B．LEACH(BasedonLowEnergyAdaptiveClusteringHierarchy,B．LEACH)算法。LEACH算法采用随机选取的方式产生簇首，再根据最小通信能量原则形成簇；而B．LEACH算法先形成簇首集合，再在簇首集合内根据节点的剩余能量来选择簇首，成簇后离Sink节点距离近的簇半径较大，而离Sink节点距离远的簇半径较小。改进后算法实现了网络负载的均衡，节省网络能耗，有效地延长了网络寿命。最后介绍了网络仿真软件NS2(Networ

4、kSimulatorversion2。NS2)，详细地叙述了NS2中浙江工业大学硕士学位论文仿真和开发的一般过程，并利用NS2在50m×50lIl和100mxl00m两种不同的网络场景中对LEACH算法、LEACH．C(LEACH-eentralized)算法和B．LEACH算法进行了仿真实验，从网络寿命、Sink节点接收到的数据量和网络能耗三个角度对实验结果进行了总结与分析。实验结果表明，改进后的算法更好地平衡了网络负载，节约了系统能量，提高了网络的使用寿命，且改进后的算法在100rexl00m网络场景中的性能较50m×50m网络场景更为突出。关键词：无线传感器网络，路由算法，LEA

5、CH，节能n浙江工业大学硕士学位论文RESEARCHoNPo、ⅦR．SAⅥNGRoUTINGALGoRITHMFoRBrlRELESSSENSoRNETWoRKABSTRACTWirelesssensornetworkcallbedefinedasamulti-hopandautonomousnetworksystemconsistingofacollectiveofsensornodesdesignedtointercommunicateviawirelessradio．Itcanacquireandprocessinformation，andtransferinformationt

6、otheterminalusers．Wirelesssensornetworkhascomprehensiveapplicationprospectinmanyfields，suchasmilitary,environmentalmonitoring，agriculture，healthcare，spaceexploration，industry,civilianandhomenetworks．Beinglimitedbytheapplicationenvironments，wirelesssensornetworkswhichusewirelesscommunicationtechn

7、ologyaredifferentfromtraditionalnetworksbecausethebaRerybeingusedcannotberecharged．Therefore，makingfulluseofenergyefficientlyandprolonginglifetimebecomesthemainissueofsensornetworkingdesigning．Thearticlein臼oducessimplythecon