论文部分内容阅读
传感器网络由部署在监测区域内的大量的传感器节点组成。网络节点数量庞大、单个节点资源极其有限,因此,有效节约能量,延长网络的生命周期是无线传感器网络路由协议设计的首要目标。在分级结构的WSN网络中,簇头负责本簇内成员节点之间的通信以及本簇成员节点和其它簇成员节点间的通信,因此,如何动态选择出最合理的节点担任簇头,成为分簇算法的关键问题。本文在总结分析国内外现有分簇路由机制的基础上,针对无线传感器网络基于多跳的分簇路由协议中存在的“热区”问题,及簇头节点的更换机制,提出了一种基于区域划分的非均衡分簇路由算法。该算法的主要思想是将簇划分的任务交由能量无限制的汇聚节点完成,使得靠近汇聚节点的内层簇的规模小于外层簇的规模;在簇结构内部,将簇头节点的负担划分到主、从簇头两个节点上面,且在主簇头节点上面引入ARMA预测模型,从而避免了主簇头因为能量完全消耗而死亡。本文主要工作包括以下几个方面:1.针对无线传感器网络中分簇路由算法中存在的“热区”问题,本文提出了一种基于区域划分的非均衡分簇路由算法。算法将簇划分的任务交由能量无限制的汇聚节点完成,使得靠近汇聚节点的内层簇的规模小于外层簇的规模。2.本文在簇的结构中引入了主、从簇头节点,从而实现了分布式簇头选举工作,同时在分簇过程中避免了每个阶段的能量消耗。此外,本文还将ARMA预测模型引入到主簇头节点的更换过程中,从而避免了主簇头因为能量完全消耗而死亡,也避免了因为主簇头死亡而造成网络分割,降低网络的生存时间。3.本文利用NS2.27仿真平台对基于区域划分的非均衡分簇路由算法进行了仿真验证,结果表明与传统路由算法相比,该算法延长了WSN的生存时间。