一种高节能多跳分层路由协议.pdf

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1、一种高节能多跳分层路由协议冯芳，等一种高节能多跳分层路由协议HighEnergy—effiCientMuIti—hOpHierarchiCaIROutingPrOtOcO泻芳程色伦(广东工业大学自动化学院，广东广州510006)摘要：针对无线传感器网络节点存在电池能量有限和通信过程中能量消耗大等缺点，为最大限度地延长无线传感器网络的寿命，解决节点能耗分布不均匀的问题，提出了一种高节能多跳分层路由HE—EMHR协议。协议分别根据节点的能源决策和新的权函数来选择簇头和簇头的下一跳，并引进一种新因子确定候选节点。试验证明r该协议的有效性，表

2、明此协议能保证网络具有更强的生存能力和更长的生命周期。关键词：无线传感器网络拓扑结构路由协议数据传输权函数中图分类号：1P393．1文献标志码：AAbstmct：Aimillgatthefeatu∞8oflimitedbatterye∞rgyinnodesofwireless舱nsornetwork(WSN)andlarge锄ountofenergycomumptionincommunicationpmce鲳，inorderto眦xiIlli∞theI证

3、etimeof山enetwork-andsolvetheissueofuneve

4、ndistributionoft

5、Ienodeenergycon—sumption-thehighenergy—e位cientmuhi—h叩hiemrchicalrouting(HE—EMHR)protocolisproposedforreducingenergyconsumption．‘rhepm—tocolselects山eclusterheadaccordingt0tlleenergy8Ⅱategyandthemxthopb船edontheweightfunction；andintmducesanewfactorforse—le

6、ctingcandidatenode．Theexpedmentpmvestheea．ectiveness“tIIisprotocolandindicate8t11attIIeprotocolisabletogu棚nteethenetworkofferingstronger8urvivaltimeandlong盱l“bperiod．Keywords：wirele8s∞n80rnetwork(wsN)TopologicaIstmctureRoutingpmtocolDatatrallsmis8ionwe培htfunctionO引言无线传感

7、器网络wsN(wirelesssensornetwork)是一种新的网络范式，它主要应用于工厂监测与控制、救灾、军事遥感和智能住宅控制等领域⋯。节能是wSN路由协议中最重要的性能指标旧1。集群WsN即CWSN(cluster-basedinwirelesssen．sornetwork)采用的是基于集群路由协议cRP(cluste卜basedinmutingprotoc01)，这不但减少了冗余信息，还降低了节点的能耗。鉴于cRP的优势，人们提出了许多基于cRP的协议，如LEACH(10w—energ)rad印tiveclustering

8、hiel．archy)、7rEEN(thresholdsensitiveenergyef6cientsensornetwork)、APTEEN(ad印tiveperiodicthresholdsensitiveenergyefhcientsenornetwork)、GAF(geographicalad印tivefidelity)和HEED(hybridenergy·锄cientdist曲utedclusteIing)等口。71。然而，这些协议没有综合考虑到集群、重复集群和最优路径，有些则只考虑到最优路径和高效率的能源意识。由此，提出了

9、国家自然科学基金资助项目(编号：60673132)。修改稿收到日期：加lO—03—29。第一作者冯芳，女，1985年生．现为广东工业大学控制理论与控制过程专业在读硕士研究生；主要从事射频识别技术、传感器网络、工业控制网络等方面的研究。《自动化仪表》第32卷第2期2011年2月一种高节能多跳分层路由协议HE-EMHR(highener—gy—emcientmulti—hophierarchicalmutingprotoc01)。HE—EMHR采用权函数决定当前簇头的下一跳簇头，同时采用一个新因子选择候选节点和发送簇内信息。该协议能大大节

10、约和平衡簇头的通信能耗，从而延长网络寿命。．1EMHR协议EMHR路由协议拓朴结构如图l所示。图1EMHR拓扑结构Fig．1T0polo百calstmctureofEMHR节能多跳分层路由协议EMHR(ene唧一ef矗c