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无线传感器网络是由大量传感器节点所组成的,它们被大量部署在所需监测的目标区域,这些节点共同协作去感知和处理所监测区域中的各种信号,从中获取客观物理世界的信息。该技术近年来被广泛应用于军事领域、工农业控制、自然科学探索、智能家居、医疗护理、物流与交通管理等诸多领域。
尽管要组建无线传感器网络需求的传感器数量多,但是却对每一个组成网络的传感器节点的要求高,既要需要具备一定的数据处理能力,又要保证在传感器节点所携带的能量有限的情况下完成信息的采集工作,加上布置传感器节点时所部署的环境很复杂,单个传感器节点的能量无法补充,所以如何保证传感器节点在能耗最小的情况下,同时争取最长的网络寿命是无线传感器网络设计的首要目标。无线传感器网络中的核心关键是路由协议,是整个网络运行的基础,所以对路由协议算法的不断优化可以提高无线传感器网络的整体性能。
本文主要是对现有的无线传感器网络的分簇路由协议算法 LEACH进行研究和分析,目的在于设计出高效节能的网络路由协议。在研究LEACH协议的基础上,对路由协议算法中的阀值进行了修改,提出了一种改进型的分簇路由算法(LEACH-I),该算法在进行选取簇首时候,结合了节点当前的能量、簇内节点平均的能量以及簇内节点最大的能量,并限制了各个簇的成员数量,同时在簇首之间形成了第一簇首,利用多跳的方式平衡了网络的负载,并利用NS2仿真平台对LEACH和LEACH-I协议进行了性能仿真比较,从仿真结果的数据中可以得出,改进型算法降低了能耗,同时对有效延长了网络的生存周期,确保系统的负载处于均衡状态。
尽管要组建无线传感器网络需求的传感器数量多,但是却对每一个组成网络的传感器节点的要求高,既要需要具备一定的数据处理能力,又要保证在传感器节点所携带的能量有限的情况下完成信息的采集工作,加上布置传感器节点时所部署的环境很复杂,单个传感器节点的能量无法补充,所以如何保证传感器节点在能耗最小的情况下,同时争取最长的网络寿命是无线传感器网络设计的首要目标。无线传感器网络中的核心关键是路由协议,是整个网络运行的基础,所以对路由协议算法的不断优化可以提高无线传感器网络的整体性能。
本文主要是对现有的无线传感器网络的分簇路由协议算法 LEACH进行研究和分析,目的在于设计出高效节能的网络路由协议。在研究LEACH协议的基础上,对路由协议算法中的阀值进行了修改,提出了一种改进型的分簇路由算法(LEACH-I),该算法在进行选取簇首时候,结合了节点当前的能量、簇内节点平均的能量以及簇内节点最大的能量,并限制了各个簇的成员数量,同时在簇首之间形成了第一簇首,利用多跳的方式平衡了网络的负载,并利用NS2仿真平台对LEACH和LEACH-I协议进行了性能仿真比较,从仿真结果的数据中可以得出,改进型算法降低了能耗,同时对有效延长了网络的生存周期,确保系统的负载处于均衡状态。