物联网感知层可控拓扑仿真研究

来源 :安徽理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:studentxp2007
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无线传感网络由于具有价格低廉、功率消耗低、自组织和分布式等优势成为物联网感知层获取信息的重要方式之一,但是物联网感知层中的无线传感器节点往往分布在条件恶劣的复杂环境中,能量供应受到限制,所以,节约能量是感知层无线传感器网络技术需要解决的重要问题。高效合理的拓扑控制算法可以节约无线传感器节点的能量消耗,均衡网络的能耗,降低网络的丢包率,增加物联网感知层无线网络的生命周期。  本文主要对物联网感知层拓扑结构进行了分析和研究,提出了基于虚拟网格的物联网感知多跳拓扑控制算法(MTC-VG算法)和基于Multi-Agent的物联网感知多权值拓扑控制算法(MWTC-MA算法)两种拓扑控制方案。MTC-VG算法对GAF算法的簇头选举阶段和数据传输阶段进行了改进,在虚拟单元格中进行簇头节点的选举时,MTC-VG算法将剩余能量的影响考虑在内,增加了剩余能量较多的传感器节点被选举为簇头节点的概率,使网络中节点的能量更加均衡的消耗。在数据传输阶段,MTC-VG算法在簇间数据传输阶段采用多跳传输方式,生成一个基于距离的能量成本路由树。簇头节点在进行下一跳转发数据节点的选择时,考虑了两者之间的距离因素,使得簇间通信成本大大降低。MWTC-MA算法利用Agent技术的特点,在簇头选举阶段综合考虑了对簇头节点的合理性影响较大的多个网络参数,使簇头节点的选取更加合理、分布更加均匀,在簇的更新阶段,算法利用移动Agent对簇内存在的路由空洞、孤立节点等问题及时进行修复。  本文提出的两种算法均采用OMNET++平台进行仿真实验,仿真结果表明,两种算法均可以有效地节约物联网感知层网络的能量消耗,延长整个物联网感知层网络的生命周期。
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