基于能量与簇头控制的无线传感器网络路由协议的研究与仿真

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:hanhaicang
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无线传感器网络作为一种新兴的信息获取技术,已成为网络通信领域中备受关注的研究热点。无线传感器网络是一种无基础设施的无线网络,工作人员将一系列传感器节点随机部署于监控区域,这些传感器节点通过无线通信方式形成一个自组织网络,网络可以对该目标区域进行实时监测、感知和采集所感兴趣的监测对象的信息,并可对信息进行处理,然后传送到基站。无线传感器网络具有灵活多变、自组织、抗毁性强等特点,有着十分广阔的应用前景。无线传感器网络与传统网络通信技术有着很多不同之处。无线传感器网络中硬件资源有限、节点数量众多、高度应用相关,传统网络的路由协议已经很难适用于无线传感器网络,需要设计出专门应用于无线传感器网络的路由协议。目前,已经提出的无线传感器网络的路由协议较多,其中,LEACH协议是典型的分簇路由协议,是当前研究的热点,也是本文的研究重点。本文介绍了无线传感器网络的特点、应用领域和关键技术,对现有的无线传感器网络路由协议进行了综述及分析,并着重地研究与分析了无线传感器网络中典型分簇路由协议LEACH的运行机制及其优缺点。针对LEACH协议存在的缺陷,本文提出了相关的改进方案。其改进思路主要以非均匀分簇和双簇头路由作为出发点,提出了一种基于能量控制的双簇头非均匀分簇路由协议。在对网络进行分簇时,选举簇头需考虑节点能量情况,根据簇头离基站的距离划分为大小不均匀的簇,簇头采用双簇头路由方式。改进后的路由协议采用NS2进行了网络仿真实验,并和LEACH协议进行了比较,通过对仿真结果的分析,验证了改进后的路由协议。实验结果证明,改进后的路由协议在节点生存时间等方面有了较好的改善。有效地提高了网络能耗的均衡性.
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