基于TinyOS的LEACH路由协议的研究与改进

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无线传感器网络融合了微传感器、嵌入式计算、现代网络和无线通信四大技术,作为一种新的计算模式推动着科技的发展和社会的进步。它能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时感知、处理信息,从而为人们提供大量真实可靠的监测信息,在军事应用、环境监测、空间探索和灾难拯救等领域具有极为广阔的应用前景。路由算法是无线传感器网络的关键技术,对无线传感器网络的性能有很大的影响。由于无线传感器网络节点的能量有限且不易补充,路由协议设计的主要目标是减少节点能耗和延长网络生存周期。  LEACH协议是无线传感器网络中最流行的分簇路由协议之一,本文针对LEACH算法簇分布不均匀以及网络能耗不均衡等问题提出了一种高效节能多跳路由算法—LEACH-EEMH。在簇建立阶段,新算法根据网络模型计算出最优簇头间距值,调整节点通信半径以控制簇的大小,形成合理网络拓扑结构;在数据传输阶段,LEACH-EEMH算法在簇间建立多跳路径,使簇头之间通过多跳通信的方式将数据传输至汇聚节点,解决了长距离数据通信导致的能耗过大的问题。在TinyOS操作系统下,使用nesC语言设计实现了LEACH-EEMH算法。基于TOSSIM平台的仿真结果显示,相比LEACH算法,新算法能够有效地均衡网络能耗,延长网络的生存周期。
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