基于Sink节点移动的WSN节能路由协议的研究

摘要

无线传感器网络在军事、工业、民用等诸多方面拥有广泛的应用前景，是目前的研究热点之一。传统无线传感器网络的突出特点是在固定区域内静态节点随机散布，节点数据通过多跳方式进行传输。带来的突出问题是网络中越靠近汇聚节点(Sink)的周边节点能量消耗越快，最终因为靠近Sink的周边节点能量失效导致整个无线传感器网络处于瘫痪状态。近年来随着技术的发展，在无线传感器网络中引进多个可移动Sink节点成为可能，进而解决了这个“热点”问题，但同时也给路由协议带来了其他困难。
　　 本文在介绍了当前主要无线传感器网络路由协议的同时，分析了引用可移动Sink节点的无线传感器网络路由协议的特点和性能，并总结了当前基于可移动Sink节点路由协议算法存在的问题。通过对TTDD路由算法的性能分析，试图在算法中设计一种可控的Sink节点移动策略，实现无线传感器网络生存时间的延长。
　　 本论文的研究内容和创新工作主要体现在以下几方面：
　　 1．对传统静态无线传感器网络中的四类路由协议算法进行研究比较，分析了它们在无线传感器网络应用中的优点和不足。
　　 2．对基于移动Sink节点的无线传感器网络路由算法进行了分类及描述，并对现阶段该类路由算法中应用的Sink节点移动策略进行概述和比较。
　　 3．设计了改进型TTDD路由算法(ATTDD)，在原有算法基础上引入了基于节点剩余能量的Sink节点可控移动策略。通过对比SODD分析了其通信开销和冗余开销，改进型TTDD路由算法在多移动Sink节点无线传感器网络中减少了大量的网络开销，从而延长了网络的生存时间。
　　 4．在研究后期对改进型TTDD路由算法进行仿真分析，从网络生存时间、数据包传输成功率和网络平均时延三方面与TTDD路由算法做对比。从结果中得出结论：改进型TTDD路由算法比原TTDD路由算法具有更好的数据包传输成功率而且在少量低速可移动Sink节点的网络中延长了网络的生存时间。