无线传感器网络簇间多跳传输算法的研究.pdfVIP

学兔兔 第6期 (总第169期) 机 械 工 程 与 自动 化 NO．6 2011年 12月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUT0MAT10N De c． 文章编号：1672—6413(2011)06—0034—03 无线传感器网络簇间多跳传输算法的研究 李 乾 (上海交通大学 电子信息与电气工程学院，上海 200240) 摘要：针对由不同功能的传感器构成的无线传感器网络，提出了一种基于权值的簇间多跳传输算法。该算法 根据网络中节点能量分布的不同，引入权值因子进行簇首选举，在接下来的数据传输阶段采用了簇间多跳的 传输方式。仿真结果证明该算法能够降低簇头能量消耗，均衡网络负载，从而延长网络生存时间。 关键词：无线传感器网络；簇头；多跳传输 中图分类号：TN919．2：TP212 文献标识码：A 0 引言 其中：P是簇头在所有节点中所占的百分比；r是选 随着计算机技术的飞速发展，无线数字通信技术 举轮数；G是在每 El~P]循环中未当选过簇头的节 日益成熟。作为一种全新的信息获取和处理平台，无 点集合。 线传感器网络[1 (Wireless Sensor Network，WSN)目 节点当选簇头以后，发布自己是簇头的公告消 前已成为国内外备受关注的研究热点。无线传感器网 息。每个非簇头节点根据接收到的公告消息的信号强 络是由大量微型的传感器节点部署在监测区域内，通 弱来决定加入哪个簇，并通知所选的簇头节点。 过无线通信方式自组织形成。由于无线传感器网络节 在稳定的数据传输阶段，簇内成员节点在自己所 点能量、计算能力和存储量都非常有限，为了有效地 分配的时隙内向簇头发送数据。经过一段时间，簇头 进行数据传输，必须设计一个好的路由算法来尽量延 节点采用融合算法将收集到的数据进行处理，最后将 长网络生存时间。因此，本文将分析分簇路由协议中 数据直接发给汇聚节点。 LEACH (Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy) 1．2 LEACH算法的不足 算法的工作原理及其不足之处，从而提出一种基于权 LEACH算法虽然很好地延长了整个网络的生存 值的无线传感器网络簇间多跳传输算法。 时间，但它仍然存在一些不足：①LEACH算法的簇 1 LEACH算法 首选择是随机的，不能充分利用每个节点的能量优势 1．1 LEACH算法工作原理 和位置优势；②LEACH算法假定所有节点的初始能 LEACH是一种最经典的自适应分簇拓扑控制算法。 量相同，节点同构，这不适用于复杂的实际环境；③ 其执行过程包含簇的建立和稳定数据传输两个阶段，在 簇头节点与 [聚节点距离比较远，采用直接传送给 [ 簇的建立阶段需要完成簇头选举和形成簇两个任务。 聚节点的方式，就会导致消耗大量的能量，不利于延 在形成簇的过程中，每个节点i(i--1，2，3，…， 长整个网络的生存时间。 n)都会随机产生一个随机数，这个数介于0和1之间， 2 能耗模型 如果产生的随机数和阈值相比较小于阈值丁( )，则发布 选用简单的能耗模型：在传输Z Byte消息经过