基于剩余能量和覆盖率感知的分簇协议.docVIP

基于剩余能量和覆盖率感知的分簇协议 　　摘 要： 保持目标区域的覆盖是无线传感网络（WSN）应用的最根本目标，因此，设计能量有效算法进而最大化覆盖时间成为大型网络的核心问题。为此，提出分布式、能量和覆盖感知路由（DECAR）协议实现网络覆盖最大化的目标。在簇头（CH）选举中，考虑节点的剩余能量和节点的覆盖重叠度，使得具有较高的剩余能量节点、覆盖重叠度高的节点有更多的机会成为CH，进而避免了剩余能量较小的节点成为CH而产生节点过早失效使网络寿命缩短的问题，平衡了网络能量消耗。在数据传输阶段，构建由CH组成的数据传输主干线，提高数据传输效率。仿真结果表明，与CPCP?ea，EEUC协议相比，提出的DECAR协议具有较长的网络寿命和良好的数据覆盖率。 　　关键词： 无线传感网； 簇； 能量； 覆盖率； 网络寿命 　　中图分类号： TN915.04?34； TPT393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）09?0022?05 　　Abstract： The most fundamental target of the wireless sensor network （WSN） application is to preserve the coverage of the target area. Therefore， the design of the energy efficient algorithm to cover the time to the maximum extent is the central problem of the large?scale network. The distributed?energy and coverage aware routing （DECAR） protocol is proposed to realize the target of maximum network coverage. The CH （cluster head） election is based on the residual energy and coverage overlapping degree of the nodes， so the node with high residual energy and high coverage overlapping degree has more opportunity to become the CH. The problem of reducing network lifetime is avoided， which is caused by the node premature failure when the node with less residual energy becomes the CH. The network energy consumption is balanced. In data transmission stage， the data transmission backbone composed of the CHs was constructed to improve the data transmission rate. The simulation results show that the proposed DECAR protocol has longer network lifetime and wider coverage rate than those of the CPCP?ea and EEUC protocols. 　　Keywords： wireless sensor network； cluster； energy； coverage rate； network lifetime 　　0 引 言 　　随着现代电子技术的发展，无线传感网络（Wireless Sensor Network，WSN）在各类应用中广泛使用，如康复医疗、战场、野外环境监测等[1]。这些应用场景中均需要在目标区域以随机或特定方式部署传感节点，然后传感节点感测环境数据，并以直接或间接方式向簇头（Cluster Head，CH）传输。为了能够实时监测环境，目标区域必须由传感节点完全覆盖。因此，为了保持目标区域完全覆盖，通常以冗余方式部署大量的传感节点，以避免覆盖空洞[2]。然而，由于传感节点能量有限以及供给不足，一些传感节点因能量消耗而失效，导致覆盖空洞。因此，提高节点能量利用率、解决覆盖空洞问题成为无线传感网络的研究热点。 　　目前研究人员已提出了不少的能量保存技术[3]。这些技术的目标就