基于能量有效无线传感器网络的分层路由算法研究

摘要

无线传感器网络(wireless sensor networks,WSNs)是由部署在监控区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统。传感器节点能量有限,一个良好的路由算法能有效减少能量的消耗,因此设计适合WSNs的路由算法一直是该领域研究的热点。
　　 本文在分析几种典型的WSNs路由算法的基础上,着重研究了第一个专门为WSNs提出的分层路由算法LEACH,并针对LEACH的缺点和不足,提出了一种对监控区间进行分割的区域划分路由算法,主要设计目标有两个:一是将监控区域按照簇头个数划分为若干个子区域,每个子区域内都选取能量最多的节点成为簇头节点;二是在簇头节点传递信息的时候,不再采用LEACH算法中单跳路由,而是采取了簇头间信息多跳的方式。区域划分路由算法改进了LEACH中的簇头随机选择导致的簇头位置分布不均及选为簇头节点的能量可能不够支持本轮通信等问题,均衡了网络能耗,延长了网络的生命周期,缩短了簇头节点的数据传输距离,有效的节省了能耗。
　　 分别在圆形区域和方形区域中对区域划分路由算法、LEACH和SEP进行仿真,主要对比了网络的生命周期、能耗及传递信息包数。充分验证了改进算法在节省网络能耗、延长网络生命周期等方面的优越性。