论文部分内容阅读
无线传感器网络作为一种新型无线数据采集技术手段,在未来具有无限光明的应用前景,对其进行研究具有非常重大的意义。传感器节点的软硬件资源非常有限,无线传感器网络的良好表现依赖于良好的协议,网络协议对无线传感器网络生命周期有关键性的影响,本文在对无线传感器网络路由算法深入研究的基础上,总结了目前无线传感器网络路由算法研究的主要思路,分析了基于簇的无线传感器网络路由算法中存在的问题,目的是设计出一种能够节省网络能量、均衡不同位置节点能量负载的无线传感器网络路由算法。
在无线传感器网络中,适当条件下,多跳路由算法能够节省节点的通信能量,但是多跳算法并没有解决网络的负载平衡问题,同时多跳增加了路由中转节点的电路消耗,已有多跳路由算法用节点之间相互交换信息来发现路由,路由开销很大,不适用于大范围的无线传感器网络。
分簇路由算法一定程度上能够减少簇内成员节点的能量消耗和平衡它们的能量负载,但是单纯的分簇算法没有解决不同位置的簇头节点的负载均衡和距离基站较远的簇头能量消耗过大的问题。
针对以上问题,本文对经典的分簇算法LEACH的通信机制进行了改进,设计了一种应用于大范围无线传感器网络的路由算法LEACH-L,LEACH-L吸收了无线传感器网络路由算法研究中的优秀思想,把节约网络能量和保持网络负载平衡很好的结合起来,仿真结果表明,LEACH-L相比LEACH和目前已有的改进算法LEACH-M,在网络存活时间和基站收到数据包的数量及节省网络能量消耗等各方面,有明显改善。
最后,LEACH-L算法考虑到了无线传感器网络应用于森林防火,环境监测等大范围的数据收集,网络中的节点数目很多,数据包冲突不容忽视,LEACH-L通过把无线传感器网络节点划分到不同的区域,各区域通过分时的方式和基站通信,由基站广播路由信息给特定区域的传感器簇头节点,有效的解决了冲突,减少了目前多跳改进算法中开销。