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无线传感器网络作为当今信息领域新的研究热点,涉及多学科交叉的研究领域,有非常多的关键技术有待发现,本文仅研究时间同步和二层架构,并实现一个选路协议。
在无线传感器网络中,时间同步是十分必要的。有限的电池能量,存储以及带宽限制等传感器固有的特性的存在,导致传统的时间同步算法不适合无线传感器网络。本文阐述了时间同步问题和时间同步的必要性,介绍了一些传感器网络的时间同步算法,并深入研究了在考虑节点移动的情况下,利用节点的移动来传递时间信息的思想,模拟证明我们的算法性能良好。
在基于二层架构的无线传感器网络中,有效的簇头选举算法非常重要。一些现有的算法随机性很大,而另外一些只考虑了同构的情况,实用价值不大。因此,本文提出了一种基于负载平衡的算法。该算法中簇头计算每个簇内成员预期做簇头后的生命期,然后把生命期最大的两个簇员选作新的簇头和新的候选簇头。通过模拟,我们将该算法与随机选取算法的实现效果进行比较,发现此算法延长了网络生命期。
当前的传感器网络的组建绝大多数都是采取类似蜂窝网、带有基站(或类似设备)的方式,但在一些比较特殊的场合,比如战场上,这样的组网方式会很受限制,因为建立基站设备会耗费相当的时间和人力物力,而基站一旦被毁网络就会瘫痪。因此,在中科院方向性课题、移动自组网路由协议项目的支持下,本文将尝试着以移动自组网(MobileAdHocNetwork)的方式组建一个无线传感器网络。
本文最后描述了在带有传感器的军用端机的硬件平台上一个移动自组网选路协议的实现,以及如何以此路由协议为组网软件主体建立一个无线移动自组网。在实验测试中,我们建立了以四个端机作为结点的传感器移动自组网,用串口发送数据来模拟传感器采集数据。实验结果表明,各结点之间可以实现多跳通信,网络拓扑变化时路由协议会迅速重新选择可用路由,并且路由协议能够满足军用环境下无数据传输时保持安静的要求。