基于能量均衡的无线传感器网络分簇路由协议-论文.pdf

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1、计算机与现代化2015年第7期JISUANJIYUXIANDAIHUA总第239期文章编号：1006-2475(2015)07-0090-04基于能量均衡的无线传感器网络分簇路由协议张亚楠，马世欢(河南工业职业技术学院计算机工程系，河南南阳473000)摘要：针对当前无线路由协议的能量和簇头瓶颈问题，以延长网络生存时间和提高能量利用率为目标，提出一种能量均衡无线传感器网络分簇路由协议。首先根据能量消耗最小原则，得出最优簇头数目，并按区域划分为簇，然后通过节点剩余能量和通信代价2个参数选取簇头，并且动态地轮换簇头，最后进行仿真实

2、验。仿真结果表明，相对于其它改进LEACH协议，本协议有效地减少能量消耗，明显增加了网络节点存活率。关键词：无线传感器网络；节点分簇；能量有效；簇头选择中图分类号：TP393文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1006—2475．2015．07．020ANovelClusteringRoutingProtocolAlgorithmforWirelessSensorNetworkBasedonEnergyBalanceZHANGYa-nan，MAShi—huan(DepartmentofComputerEngin

3、eering，HenanPolytechnicInstitute，Nanyang473000，China)Abstract：Inordertoprolonglifetimeofwirelesssensornetwork，anovelroutingprotocolofwirelesssensornetworkbasedonen—ergybalanceisproposed．Firstly，thesynergiecurvenumberofclusterheadswillbefoundundertheprincipleofthemin

4、imumpotentialenergy，andthenaredividedintoclustersbydistrict，andtheoptimizedclusterwillbeselectedaccordingtothenodere-sidualenergyandthecommunicationcost，andreplacetheclusterdynamically，finally，thesimulationexperimentiscarriedouttotesttheperformance．Thesimulationshow

5、sthatcomparedwithLEACHprotocol，theproposedprotocolcanreduceenergyandimprovethenetworknodesurvivalratesignificantly．Keywords：wirelesssensornetwork；clustering；energy—efficient；clusteringheadselection传感器网络实际不相符，难以实现。分簇路由协0引言议通过分簇形式进行路由，比较适合大规模节点的无无线传感器网络(WirelessSensor

6、Network，WSN)线传感器网络，成为当前主要研究对象J。低功耗是由大量微型传感器节点组成的无线网络，这些节点自适应集簇分层型(LowEnergyAdaptiveClustering随机部署于监测区域内，具有信息感知、信息处理和无Hierarchy，LEACH)协议是最早的分簇路由协议，其线通信能力，在工业控制、交通控制、环境监测及其它将网络按照一定规则划分为多个簇，每个簇有一个簇商业领域具备广阔的市场应用前景。传感器节点通首，簇内节点将信息发送给簇首节点，簇首对数据进常采用电池供电，能耗快且更换节点能源系统很不方行融合送

7、到汇聚节点。由于LEACH随机产生簇便，因此提高节点的能量利用效率，延长网络寿命成为首，簇首分布极不均匀，没有考虑节点之间的剩余能无线传感器网络当前的一个重要研究方向。量差别，选择的簇首并不最优，而且节点之间采用单针对WSN分簇路由协议问题，一些学者投身于跳通信方式，离Sink节点较远的簇首能耗过快，过早无线传感器网络的研究中，迄今为止，出现了许多性死亡引。为了解决这一问题，学者们提出许多改进能优异的无线传感器网络路由协议J。根据无线传的无线传感器路由协议，如文献[11]提出了非均匀感器网络结构，网络路由协议可以分为2类：平面

8、路分簇协议，该协议通过非均匀竞争来划分簇，离基站由协议和分簇路由协议。平面路由算法假设所有节较近的簇头可为簇间数据转发预留能量；文献[12]点的地位平等进行路由，适合于小规模无线网络，与提出了基于时间簇头竞争的路由协议，并通过控制不收稿日期：2015-03—12作者简介：张亚