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无线传感器网络的出现改变了人类仅依靠自身视觉、触觉、嗅觉来感知信息的现状,极大地提高人类获取信息的准确性和灵敏度。能量高效的路由协议对于无线传感器网络来说具有十分重要的意义。 本文针对网络层路由算法的节能问题提出解决方法。主要研究内容包括: 第一,分簇机制特点的研究:分簇机制能够通过初始化得到高连通度的簇结构,同时以较少的开销来维护覆盖整个网络的逻辑拓扑结构从而以高能效延长网络生命周期,实现更有效的网络管理。 第二,以 LEACH 算法为理论基础,深入研究并比较了多种典型的分簇路由协议,针对 LEACH 路由算法存在网络簇群分布均衡问题,提出了一种基于独立分簇的路由算法 LEACH_IDP。该协议利用“屏蔽范围”固定簇群以获得更合理的簇群分布,并采取独立分簇机制减少冗余广播消息,减少网络能耗。仿真结果表明LEACH_IDP算法在网络簇群分布、簇首节点数目和网络总能量等方面表现优秀。 第三,在当网络范围扩大后提出适于簇间多跳机制的 LEACH_MH 算法,该算法设置合理的多跳时域区域以优化簇间跳数和路径,并结合能量因素设置能量标识位减少低能簇群要转发的信息量以此延长生命周期并均衡网络的负载。仿真结果表明 LEACH_MH能有效地均衡网络负载、节省能量消耗,延长网络生存周期。