线状无线传感网点布置策略与路由算法研究.pdf

线状无线传感网节点布置策略与路由算法研究 摘 要 随着无线传感器网络的不断发展，其应用范围涵盖军事安全、工业监控、 环境监测与保护、医疗监护、智能家居、交通控制、精细农业等诸多领域。例 如在基于无线传感网的高压输电线路监测系统中，在高压输电线路上布置传感 器节点，利用传感器采集高压输电线路的状态信息和自然物理信息，通过传感 器节点组成的线状无线传感器网络对采集到的数据进行传输，即可实现对高压 输电线路的在线实时监测。 本文在研究高压输电线路监测系统的组成和常见的几种网络拓扑结构特点 的基础上，设计了三种复合线状拓扑结构，分别为总体直线型、三线独立型、 三线交互型拓扑结构，并对这三种拓扑结构进行了理论分析。为了延长整个网 络的生命周期，提出了一种线状无线传感器网络的节点混合布置策略，均匀布 置普通无线传感器节点，以冗余节点密度函数布置冗余节点，同时普通节点采 集和转发数据，而冗余节点仅转发数据。通过 NS-2 仿真软件对此策略进行仿 真实验后得到，此策略使得整个网络内节点的能量消耗达到了均衡，从而延长 了网络的生命周期。 在对用于高压输电线路监测系统的线状无线传感器网络特殊拓扑结构进行 深入研究后，提出了线状无线传感网节点中继次数均衡路由算法。该算法主要 考虑节点的中继次数问题，通过将传感器网络中的节点划分为簇和簇群，建立 两层网络结构，节点依据中继次数路由表决定是否参与数据包的路由，保证整 个传感器网络节点作为中继路由的次数均衡，从而延长网络的生命周期。 关键词：输电线路监测；线状WSN ；节点布置；中继次数；生命周期 I Research of Node Deployment Scheme and Routing Algorithm in Linear Wireless Sensor Network ABSTRACT With the continuous development of wireless sensor networks, its range of application covers military security, industrial monitoring, envir onmental monitoring and protection, medical monitoring, smart home, traffic control, refined agriculture and other areas. For example, in the monitoring system of high voltage power transmission line based on wireless sensor networks , sensor nodes are deployed on high voltage power transmission line for collecting natural physical information and status information though sensors . They transmit the collected data though linear wireless sensor network composed by sensor nodes, then the online real-time monitoring of high voltage power for transmission line can be realized. After researching the monitoring systems composition of high voltage power