可穿戴无线传感器网络路由算法研究

来源 :沈阳理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunleilong
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近年来,世界范围内的人为和自然灾害都在不断增加,在灾难发生期间,现场人员和救援队可能面临各种不确定因素和危险。这些不利因素不仅影响救灾人员的救援行动,而且很可能危害救灾人员的生命健康。因此,在这种紧急情况下,一个稳定、高效且易于部署的救灾应急网络就变得十分重要。可穿戴无线传感器网络(Wearable Wireless Sensor Network,WWSN)恰好可以满足这些要求,该网络是一种以人体为单位的自组织网络,不仅可以快速组网,并且可以实时准确的收集人的各项生理指标及周围环境信息并将它们传输至指挥中心。由于灾难救援的特殊性,该环境下的数据汇聚与传输应该是实时、准确和高效的。因此,对于灾难救援环境下的可穿戴无线传感器网络来说,体上通信和体间通信所采用的路由算法是至关重要的。本文充分考虑救灾情景下路由算法的特殊性。针对体上通信,提出了一种能耗均衡的拓扑可变路由算法(Energy Consumption Balanced Topology Variable Routing Algorithm,ECB-TV)。该算法在网络正常状态下,以能耗均衡为前提设计多跳路由,以延长网络寿命;当网络发生异常时,采用单跳路由,以保证异常数据能够以最低时延发送出去,从而有效保障救灾人员的生命安全。针对体间通信,本文考虑到B2B网络拓扑结构频繁改变的特性,提出一种基于链路综合稳定度的可靠路由算法(Robust Routing Algorithm Based on Link Stability in B2B Networks,RRLS-B2B)。该算法引入节点的移动速度和方向,同时考虑Coordinator节点的节点繁忙率和能量有效量这两个条件,通过计算路由路径的综合稳定度,最终选择出一条最合适的路由路径进行数据的传输。仿真结果表明,针对体上通信问题,与单跳传输策略相比,ECB-TV路由算法在正常情况下能够保证网络能耗均衡,同时又可以在发生异常时保证低时延的传输。针对体间通信问题,RRLS-B2B路由算法在时延、丢包率以及能耗方面均有良好表现。
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