低能耗无线传感器网络路由协议研究.pdf

年月计算机工程与设计.
第卷第期.
低能耗无线传感器网络路由协议研究
潘雪峰,李腊元。,何延杰
.武汉生物工程学院计算机与信息工程系,湖北武汉;
. 武汉理工大学计算机科学与技术学院,湖北武汉
摘要:针对协议生成非均匀的簇造成能量损耗的问题,以降低能量损耗为研究目的, 结合协议的特
点,从选择簇首节点、形成簇、簇间路由等方面对协议进行了改进。经过理论分析和仿真实验,对该协议的性能
进行测试,并使用对比的方法,与协议进行比较。仿真实验结果表明,该路由协议的设计使各节点较均衡地消耗
能量,节点生存时间更长,延长了整个无线传感器网络的生命周期。
关键词:无线传感器网络;低功耗自适应簇分层型协议;分簇算法;路由;能量均衡
中图法分类号: 文献标识号: 文章编号:———

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引言具有代表性的无线传感器网络路由协议的分析
无线传感器网络的应用较为广泛,其中一个重要的研无线传感器网络路由协议所包含内容较多,但其核心
究方向就是路由协议的研究与分析¨】。路由协议对无线通内容是选择簇首节点、形成簇、簇间数据的路由。分簇
信模块的能量消耗起着关键影响。路由协议的研究一般放方式种类较多,一个簇能够使用不同的数据交换方式。
在路由机制和数据驱动上,由此划分了阶段,并出现了一同时,由于选择簇首节点机制的不同,算法也不同Ⅲ。课
些优秀的路由算法¨。题分析研究了两种典型的层次路由协议,它们属于分布
针对协议和协议的不足,给出了改式算法。
进方案。在簇首选取的过程中经过公式推导,找出最优簇. 协议低功耗自适应簇分层型协议
首的数量与参数问的关系;簇的建立的过程中给出了算法在协议中,形成簇时使用自我组织、自动适
流程;并对簇问路由中路由树建立的过程进行了描述。最应性、随机选择的机制。图描述了无线传感器网络中
,并给出了数据分析及结论。的节点分为个簇,使用的是协议,图中簇首节
收稿日期:—;修订日期:
基金项目:国家自然科学基金项目、;国家软件开发环境重点实验室开放基金项目卜;武汉市
教育局科研基金项目
作者简介:潘雪峰一,男,湖北武汉人,硕士,讲师,研究方向为无线传感器网络;李腊元一,男,湖北武汉人,教授,博
士生导师,研究方向为高性能网络技术;何延杰一,男,湖北武汉人,硕士,工程师,研究方向为高性能网络技术。
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点用黑色圆圈表示,非簇首节点用白色圆圈表示。协议随进。给出了以下改进的切入点:①减少簇重组次数,从而
机选择簇首节点,使每个传感器节点平均分配了整个网络降低了簇多次反复形成而损失的能量;②改变选择簇首节
的能量消耗。点的算法,考虑决定能耗的参数的影响和减小簇首节点之
间的距离;③调整簇和簇成员的个数,使得簇首的负载均
衡,簇的划分合理;④在建立路由树的过程中,要考虑簇
首节点与汇聚节点的距离远近,还要考虑簇首节点的能量,
簇首节点采用多跳通信的方式,可以解决一些簇首节点因
离汇聚节点过远,在采用单跳收发数据时,消耗能量太大
的问题。
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