能量有效的无线传感器网络路由协议问题研究

摘要

随着集成电路、无线通信、传感器等技术的迅猛发展和日渐成熟,对传感信息获取的技术也发生了巨大的变化,由单一型逐渐转换成网络化、微型化,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)也应运而生。同时,无线传感器网络的发展也备受业界的关注,其在军事国防、交通管理、医疗建设和反恐抗灾等方面拥有巨大的发展空间。而在无线传感器网络中,路由协议是最受关注的研究课题之一,但由于节点能量受限和地理环境因素的影响,所以在设计路由协议时,首先考虑的因素是能量的合理利用,从而更有效的平衡整个网络的能量,延长网络的生命周期。
　　 本文首先介绍了近几年国内外无线传感器网络路由协议的研究现状,为后续工作做准备。
　　 第2章以目前研究最热门的分簇的路由协议为重点,详细对比分析了各种路由协议的优劣,重点介绍了LEACH协议的情况。
　　 第3-4章以分簇的路由协议为理论基础,采用非均匀方式选择簇头,同时簇内采用单跳通信,簇间采用动态多跳通信方式,这样可以从一定程度上来提高能量的有效利用率,延长网络寿命。
　　 这两章针对经典的路由协议(如LEACH协议,TEEN协议等)的不足之处,从能量的利用率和整个网络的生命周期两个角度来设计路由协议,在簇头的选择,簇问的传输等方面都提出了具体的改进策略,从一定程度上提高了整个网络能量利用率,延长网络生命周期。
　　 改进的路由协议的设计重点:
　　 簇头区域的划分:从剩余能量、平均剩余能量和距离三个方面设计选择簇头的方式,优化簇头的选择,低能耗实现非均匀分簇;
　　 路由构建:在长距离传输的过程中,簇间采用动态的多跳的通信方式进行传输,结合最小生成树的原理,生成动态的传输路径,平衡网络的能量,降低由于某些节点带来的“瓶颈”问题。
　　 第5章是对本文的总结与展望。