无线传感器网络混合型拓扑控制算法研究

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1、摘要摘要无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)是一种沟通物理世界、信息世界和人类世界的有利工具。它的出现方便了人们的生产和生活，同时也给诸如：军事、反恐、医疗、危险作业等领域带来了革命性转变。无线传感器网络是一种节点资源受限网络，降低全网能耗是无线传感器网络各层协议首要设计目标之一。拓扑控制是一种有效的节能方法，良好的拓扑结构能够提高路由协议和MAC协议的效率，为数据融合、时间同步和目标定位等很多方面提供基础，有利于延长整个网络的生存时间。如何结合各种传统拓扑控制算法优势提出针对于特定应用场景的高效混合型

2、拓扑控制算法是无线传感器网络拓扑控制领域研究热点之一。本文就是在认真分析无线传感器网络体系结构、协议结构、特点及应用领域等大背景之下，针对大规模事件驱动型网络应用场景，对拓扑控制策略进行了研究。在深入分析经典拓扑控制算法的基础之上，结合网内节点启发机制和层次型拓扑控制算法思想以及诸多算法考虑的节能和负载均衡优势，本文改善设计了一种自适应的混合型拓扑控制算法一AHTC(AdaptiveHybridTopologyContr01)算法。仿真结果表明该算法在网络节能性和稳定性方面较传统自适应算法更适用于大规模事件驱动型网络。此外，本文还提出

3、了新算法的改进算法E．AHTC算法使原算法更趋有效性和合理性。值得一提的是，本文对拓扑控制算法给出了针对不同应用场景的一般性混合使用方法。并预测了今后无线传感器网络拓扑控制领域发展的三个主要方向。关键词：无线传感器网络；拓扑控制；自适应；混合型；AHTC；E-AHTCAbstractWirelesssensornetworks(WSN)areapowerfultoolofcommunicationforphysicalworld，informationworldandthehumanworld．It’Stheretofacilitat

4、epeople’Sproductionandlife，butalsotootherareassuchasmilitary,terrorism，healthcare，dangerousofoperations，inwhichhasbroughtarevolutionarychange．Wirelesssensornetworksarearesource-constrainednetwork．Reducetheenergyconsumptionofthewholenetworkisoneoftheprimarydesigngoalsinw

5、irelesssensornetworkprotocols．Topologycontrolisalleffectiveenergy-savingmethods．GoodtopologycanimprovetheefficiencyofroutingprotocolsandMACprotocols，providethebasisfordatafusion，timesynchronizationandpositioningobjectives，helpextendthelifetimeofthenetwork．Therefor,ithas

6、importantsignificanceforUStostudytopologycontrolalgorithm．HowtOcombinetheadvantagesofvarioustraditionaltopologycontrolalgorithm，proposetheefficientandhybridtopologycontrolalgorithmforspecificscenarios，whichisoneofthefocusinthefieldofwirelesssensornetworktopologycontr01．

7、Thisarticleisbasedonthethoroughanalysisofwirelesssensornetworkarchitecture，protocolstructure，characteristicsandapplications．Forlarge—scaleevent-drivennetworkapplicationscenarios，topologycontrolstrategyisstudied．Itisbasedondeepanalysisofclassicaltopologycontrolalgorithm，

8、combinationofnodeswithinthenetworkInspiredmechanisms，clusteringalgorithmthinkingandadvantagesofothertopologyco