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无线传感器网络中的节点以自组织多跳的方式运作,作为底层硬件,传感器节点在信号的感知、收集、传输过程中均存在能量消耗。由于传感器节点能量有限,必须采取高效的节能技术提高节点的能源效率,延长网络的生命周期。针对无线传感器网络中经常出现的能耗不均衡问题,本文采用分簇算法,通过延长单个节点的生命周期来提高网络的生存时间,并最终实现整个网络的能耗均衡。本文的主要工作如下: 1)针对大型传感器网络中经常出现的“能量空洞”问题提出了基于环状网络的能量空洞避免策略。假设一个圆形的无线传感器网络可以被分割成多个环形网络,Sink节点位于圆心位置。对每个环带中的节点进行独立分簇,然后从节点能耗均衡出发,将能量空洞避免问题转化为求相邻环带的外半径的多项式问题,并通过最小化最内层环带节点的能量消耗得到最内层环带的半径,最后得到符合实际网络分布的局部最优解,即保证除最外层环带的其余环带节点能耗均衡,实验数据证明,这个策略有效地延长了近Sink的节点的生存时间。 2)在基于环状网络的能量空洞避免策略中,对环带内的节点采用LEACH算法进行分簇,有效降低网络负载,延长了近Sink的节点的生命周期,但不能均衡单个环带内的节点之间的能耗。对LEACH算法进行改进,提出基于均衡簇规模的BCS-L算法,该算法加入对节点的剩余能量的考量,将节点的剩余能量作为节点竞选簇头节点的一个因素,并加入簇规模的宏观控制,最后得出均衡簇规模的算法。结果显示,该算法很好地解决了网络中节点能量利用不均衡的问题,更大地提高了网络的生命周期。