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随着微电子技术、嵌入式技术和无线通信技术等不断发展与成熟,微型传感器越来越成熟,使其能够在微小的体积内含有信息采集、数据处理和无线通信等模块和相应功能。无线传感器网络得到快速发展,是21世纪最有前景的技术之一。
无线传感器网络路由协议对网络性能有较大的影响,并且由于无线传感器网络的许多特性,使路由协议的设计更加复杂。本文在介绍无线传感器网络的基本结构、应用领域和特性的基础上,分类阐述了典型的无线传感器网络路由协议,并对经典分层路由协议LEACH协议做了分析与研究,进而提出了基于其改进的分层路由协议。
本文首先针对LEACH协议中距离汇聚节点较远的节点能量容易过早耗尽的缺点,路由确立由基站集中控制,利用改进最短路径Dijkstra算法生成节点至汇聚节点的多跳路径。其次,在簇首选择中,利用节点至汇聚节点的距离调整簇首概率和剩余能量调整阈值,平衡节点间能量消耗,防止节点的过早死亡。再次,节点在加入簇时,计算关于节点离簇首距离和簇首离汇聚节点距离的权值,加入权值最小的簇首,以此平衡簇首间能量消耗。最后,在具有代表性的场景下,利用MATLAB软件进行LEACH协议和改进LEACH协议的仿真实验。实验结果表明,改进后的LEACH协议,相较于LEACH协议,能延长整个网络的生存时长。
无线传感器网络路由协议对网络性能有较大的影响,并且由于无线传感器网络的许多特性,使路由协议的设计更加复杂。本文在介绍无线传感器网络的基本结构、应用领域和特性的基础上,分类阐述了典型的无线传感器网络路由协议,并对经典分层路由协议LEACH协议做了分析与研究,进而提出了基于其改进的分层路由协议。
本文首先针对LEACH协议中距离汇聚节点较远的节点能量容易过早耗尽的缺点,路由确立由基站集中控制,利用改进最短路径Dijkstra算法生成节点至汇聚节点的多跳路径。其次,在簇首选择中,利用节点至汇聚节点的距离调整簇首概率和剩余能量调整阈值,平衡节点间能量消耗,防止节点的过早死亡。再次,节点在加入簇时,计算关于节点离簇首距离和簇首离汇聚节点距离的权值,加入权值最小的簇首,以此平衡簇首间能量消耗。最后,在具有代表性的场景下,利用MATLAB软件进行LEACH协议和改进LEACH协议的仿真实验。实验结果表明,改进后的LEACH协议,相较于LEACH协议,能延长整个网络的生存时长。