一种分布式能量高效的WSNs非均匀分簇路由协议.pdf

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1、146传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第3期一种分布式能量高效的WSNs非均匀分簇路由协议曾华圣，熊庆宇，杜敏，李浩(重庆大学自动化学院。重庆400030)摘要：针对无线传感器网络(WSNs)多跳通信方式中存在的“热区”问题，提出了一种分布式的、能量高效的非均匀分簇(DEEUC)路由协议。该协议将节点的剩余能量作为簇首选择的一个重要指标，候选簇首由上轮簇首根据簇内成员节点的剩余能量指定，候选簇首能否最终成簇首也是其能量竞争的结果。

2、在DEEUC协议中，簇首以多跳的方式与基站进行通信并选择正向单位能耗最小的邻居簇首作为路由节点以节约能耗。仿真实验表明：DEEUC能较好地提高网络能效，延长网络生存时间。关键词：无线传感器网络；非均匀分簇；路由协议；能量高效中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)o3-0146-04Adistributedenergy·eficientunequalclusteringroutingprotocolforWSNsZENGHua-sheng，XIONGQing—yu，DU

3、Min，LIHao(CollegeofAutomation，ChongqingUniversity，Chongqing400030，China)Abstract：Adistributedenergy—efficientunequalclustering(DEEUC)routingprotocolisproposed，aimingatthe‘hotspot’problemwhichcausedbymulti—hoptransmissionmodeinwirelesssensornetworks(WSNs)．

4、Inthisprotocol，theresidualenergyofnodeisregardedasanimportantindexforcluster—headchoosing，thecandidatecluster-headisdeterminedbythelastroundofcluster—headaccordingtoresidualenergyofclustermembernodes，andwhetherthecandidatecluster·headwillfinallybecomeclus

5、ter—headistheresuhofcompetition．InDEEUCprotocol，cluster—headadoptsmulti—hopmodetocommunicatewithbasestation，andchoosestheneighborclusterheadwhichtakestheminimumunitenergyconsumptionofforwarddirectionasitsrouternodetosaveenergyconsumption．Simulationexperim

6、entdemonstratesthatDEEUCcaneficientlyimproveenergy—eficiencyandprolongthenetworklifetime．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；unequalclustering；routingprotocol；energy—eficient0引言等人提出的EECS(energyeficientclusteringscheme)协议在无线传感器网络(wirelesssensornetworks，W

7、SNs)节点成员节点加入分簇时综合考虑了节点剩余能量和簇首到基通信能力有限、能量受限、数据冗余大等特点严重影响了站的距离，在相同情况下节点更倾向加入距离基站近的分WSNs的网络性能。因此，能量高效、便于本地管理和数据簇，从而减轻距离基站较远的簇首的负载。然而上述协融合的分簇路由协议在WSNs中具有广泛应用。Heinzel—议均存在以下2个问题：一方面，无论是LEACH算法、manW等人在LEACH(1ow—energyadaptiveclusteringhierar—HEED算法，还是EECS算法均采用单

8、跳的通信方式，并不chy)算法中首先提出了分簇的思想，网络中节点分为骨干能从根本上均衡簇间能耗；另一方面，WSNs一般规模较节点和普通节点，普通节点将数据发送给骨干节点，骨干节大、节点通信能力受限，单跳的数据传输方式并不适用于大点则负责协调其区域内普通节点的通信并将接收到的数据规模的WSNs。在大规模的WSNs中，簇首通常采用多跳传进行融合后再转发至基站J。YounisO等人提出的HEED输方式将数据转发至基站。多跳传输方式不