无线传感器网络能量感知的低功耗路由算法

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随着微处理器、无线通信技术和微机电系统的发展,以及“普适计算”技术模式的出现,传感器网络作为一种新型的数据采集技术手段,在未来将具有无限光明的应用前景。目前,无线传感器网络许多相关技术问题仍然处于探索阶段,比如:传感器网络嵌入式操作系统、网络协议设计、能源管理、数据融合和网络安全等问题。只有有效解决所面临的这些技术问题,传感器网络才能有机会真正应用到军事、医疗、商业、教育以及环境监测等领域,发挥潜在的巨大价值,才能真正转化为生产力。无线传感器网络有其自身的特点:节点能量有限,节能性要求高;计算和存储能力有限,要求算法简单高效;以数据为中心,需要在本地进行数据融合等等。因此,针对无线传感器网络自身特点和用途,开发专用的通信协议已成为当前无线传感器网络领域内亟待研究的课题。首先简要介绍无线传感器网络的概念、体系结构、特点以及节点限制。给出了自主开发的无线传感器网络操作系统ARTs-SNOS模型;然后重点分析了ARTs-SNOS能量感知路由,并详细设计了ARTs-SNOS能量感知的低功耗(Energy Perception LowPower , EPLP)路由算法,该算法结合Steiner树,在DDSP (Destination-driven shortest path)目的驱动最短路径树技术基础上,改进DDSP的搜索路径,结合能量感知策略,通过快速的构造最短路径树来建立网络拓扑,使得数据高效的传输;最后对该算法的性能进行分析,并实验仿真。初步的研究表明,EPLP有效的实现了算法简单性、正确性、和健壮性,同时网络通信代价小,数据在网络中均衡传输,能有效延长网络生命周期。
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