大规模无线传感器网络多优先级自适应分簇路由协议.pdf

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1、78传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第8期大规模无线传感器网络多优先级自适应分簇路由协议木邓洁，程良伦(广东工业大学自动化学院，广东广州510006)摘要：对大规模无线传感器网络(WSNs)的路由协议进行了研究，针对大规模WSNs密集实时数据采集这～应用模型所存在的传送实时数据延时长、传送大量密集数据能耗大的问题，在LEACH-c协议的基础上，提出一种多优先级自适应(MPA)分簇路由协议。该协议针对不同数据采用多优先级服务策略，同时引入基于休眠／活动节点对的改进TDMA机制。仿真结果表明：

2、MPA协议较LEACH．C协议有效地减少了传输实时数据的延时，并且为网络提供了很好的能量有效性。更适合于采集密集实时数据的大规模部署的WSNs。关键词：大规模无线传感器网络；多优先级自适应分簇路由协议；休眠／活动节点对；TDMA中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)08-0078-04Amulti—priorityadaptivecluster--basedroutingprotocolforlarge-scalewirelesssensornetworksDENGJie，CHENGLiang—lun(SchoolofAuto

3、mation，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China)Abstract：Routingprotocolinalargescalewirelesssensornetworks(WSNs)isresearched．IJ0nglatencyofdata-transmittingandhighenergyconsumptionaremainproblemsofthelarge·scalewirelesssensornetworkswhichisusedforgatheringdatareal·time．A

4、multi—priorityadaptive(MPA)cluster—basedroutingprotocolisproposedtosettlethetwoproblemsabove．Aimedatdifferentdata，multi-priorityisadoptedandimprovedTDMAschedulebasedonthesleep／activenodespairisintroduced．SimulationresultsshowthatMPAprotocolreducesthetime-delayofreal—timedatatransmitti

5、ngefectively．Besides，italsoprovidesagoodenergyeficiencytothenetworks．TheMPAprotocolissuitableforthelarge—scalewirelesssensornetworks．Keywords：large-scalewirelesssensornetworks(1arge-scaleWSNs)；multi—priorityadaptive(MPA)cluster·basedroutingprotocol；sleep／ac~venodespair；TDMA0引言于大规模WSNs

6、。文献[3]提出的路由协议通过设置软硬2针对不同的应用领域，无线传感器网络(WSNs)所设个闭值，减少了数据通信量，降低了节点能耗，却限制了数计的网络规模、路由协议等都不尽相同。WSNs中节点能据的及时传送，不适用于对实用性要求较高的WSNs。量、存储能力和计算能力高度受限，这就会导致大规模密针对大规模密集实时数据采集型WSNs所存在的问集实时数据采集型WSNs存在以下两方面的问题：1)大规题，本文提出了一种多优先级自适应分簇路由协议(MPA模WSNs多采用多跳的路由协议以降低能耗，但这会导致cluster—basedroutingprotoco1)，主要在以下两

7、方面对数据延时增加。2)及时传输大量密集实时数据会导致网LEACH—C协议进行了改进：1)根据网络监测环境的变化，络能耗的增加。因此，如何在保证网络规模的前提下，及采用簇内混合通信方式，为不同的数据包设置不同的发送时传输实时数据以及降低能耗，就成为这类网络设计的关间隔和采用多优先级的服务策略，以达到在监测环境正常键。时降低网络能耗和异常发生时及时传送实时数据的目的。文献[1，2]提出的LEACH，LEACH—C协议，簇首都是2)采用改进的TDMA调度机制，通过构造休眠／活动节点采用一跳的方式直接与汇聚节点通信，当簇首与汇聚节点对，进一步减少数据延时，同时提高簇首数

8、据融合效率