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近年来,无线传感器网络(WSN)发展迅速,应用领域越来越广泛,而在许多应用场合中WSN的数据传输可靠性要求很高。特别是在工业应用领域,现场环境很复杂,存在很多干扰,无线传输往往受到复杂环境、节点性能等因素的影响,容易造成数据传输丢包。因此,WSN研究面临的一个很重要的问题就是数据可靠传输。目前,在WSN数据可靠传输研究方面取得了一定进展,从节点层、链路层、路由层等不同层面提出了一系列解决方案,一定程度上解决了单跳,多跳路径的可靠传输问题,但在评估远距离传输多跳路径方面,都没有考虑多跳路径中存在瓶颈链路的情况,降低了被选择路径的可靠性。
本文通过实验验证了天线方向、发射功率、通信距离、供电电压以及外界动态环境对LQI均值和标准差率(CV)的影响,构造基于LQI和CV的路由度量模型(LQIBM),动态结合LQI均值和CV对多条路径的优劣进行评价,有效降低瓶颈链路出现的概率,提高被选择路径数据传输的可靠性。通过对经典按需路由协议AODV进行修正,结合路由评价模型LQIBM,提出了一种可靠路由----基于LQI的多路径AODV(LM_AODV)。路由发现阶段增加对链路质量和节点电量的监测,将单路径改为节点不相交多路径,减少由于节点失效导致的路由失败。用LQIBM对多条路径进行评价,采用最佳配置主路径和备用路径进行数据传输,综合考虑各方面因素,最大限度地确保数据传输可靠性。对路由评价模型LQIBM进行仿真分析和实验验证,结果表明,与LQI均值评价模型相比,LQIBM可以有效排除存在瓶颈链路的路径,提高了路径的传输可靠性。在信息可靠传输实验平台上,将可靠路由算法LM_AODV与其他两种算法进行对比,结果表明可靠路由LM_AODV有效提高了数据传输的可靠性,在实现任务传输的同时,还降低了整个网络的能量消耗。