基于區(qū)域劃分的無線傳感器網(wǎng)絡路由算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是由大量微型傳感器節(jié)點通過多跳方式形成的特殊自組織網(wǎng)絡，其主要任務是進行數(shù)據(jù)收集，即將監(jiān)測數(shù)據(jù)由源節(jié)點以多跳的方式傳輸?shù)交??！翱斩础笔莻鞲衅骶W(wǎng)絡數(shù)據(jù)收集過程中固有的一種現(xiàn)象，它涉及多個方面，包括網(wǎng)絡中節(jié)點能量消耗不均衡、部署空洞、路由空洞、事件空洞、環(huán)境障礙等，這些現(xiàn)象都會導致能量空洞的出現(xiàn)。因此如何解決空洞問題，均衡網(wǎng)絡負載以及延長網(wǎng)絡生命周期是無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議設計的主要目標。
　　 本文研究了現(xiàn)有的典型

2、路由協(xié)議以及空洞處理策略，針對大多數(shù)路由協(xié)議能量效率低、生命周期短以及空洞處理復雜的缺點，提出了一種高能效負載均衡的區(qū)域劃分路由算法。該算法采用區(qū)域內與區(qū)域間兩種方式進行數(shù)據(jù)傳輸，在網(wǎng)絡初始階段有效的避免了路由空洞，并且區(qū)域間根據(jù)子區(qū)域生命周期的不同使用不同的路由更新時間，通過均衡網(wǎng)絡能量消耗來延長網(wǎng)絡的生命周期。
　　 本文具體研究內容如下：
　　 1.概述無線傳感器網(wǎng)絡的特點及當前的一些路由協(xié)議，比較三種基于地理位置

3、信息的路由算法，并分析算法存在的問題和不足，總結本文傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議設計的主要目的。
　　 2.本文引入了均衡節(jié)點負載的區(qū)域劃分思想對網(wǎng)絡進行劃分。首先給每個節(jié)點設置一個權值，該權值綜合考慮了節(jié)點的剩余能量和節(jié)點到Sink節(jié)點的距離。然后使用吸收策略確定節(jié)點所在的區(qū)域，網(wǎng)絡中節(jié)點權值越大，節(jié)點的吸收能力就越強，所承擔的負載也就越多，相反權值小的節(jié)點承擔的負載少，因此吸收策略可以有效的均衡節(jié)點負載。最后，得到一個負載均衡的森林樹

4、拓撲結構，每棵子樹為一個子區(qū)域。
　　 3.采用區(qū)域內與區(qū)域間兩種方式進行數(shù)據(jù)傳輸。在子區(qū)域內使用常規(guī)傳輸方式進行數(shù)據(jù)傳輸，不存在路由空洞問題。子區(qū)域間則通過尋找關鍵節(jié)點，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫xSink節(jié)點較近的相鄰子區(qū)域，減少空洞出現(xiàn)的可能。
　　 4.本文根據(jù)每個子區(qū)域中生命周期的不同，使用動態(tài)路由更新時間對網(wǎng)絡進行路由更新，均衡了子區(qū)域間的能量消耗。仿真結果表明新算法在節(jié)點負載均衡、能量有效性、能耗均衡、延長網(wǎng)絡生命周期以