无线传感器网络的多Sink部署和路由算法研究

发布时间：2019-11-07 17:26

【摘要】：无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)内的普通节点能源非常有限,且靠近Sink的某些节点因为负担了过重的转发任务使得自身的能量在极短时间内便消耗殆尽,从而整个网络出现能耗不平衡的现象。针对这种现象,本文提出了一种基于模糊化处理的分簇路由方法以及多Sink节点位置部署算法,以期均衡网络能耗,延长网络生命周期。文章通过分析归纳出影响簇头节点的三个因素,依据模糊化处理对其进行计算,以便更好的选出簇头节点,并且对多个Sink节点进行位置部署,从候选位置点中选出最佳位置点,以减少节点到Sink节点的距离,从而达到网络能耗均衡的状态。本文的具体内容如下所述:第一,提出了一种基于模糊化处理的分簇路由方法。在选择簇头时综合考虑了三个影响因子——剩余能量(RE)、节点中心度(NC)以及到Sink节点的距离(D_Sink)。将这三个影响因子进行模糊化处理、量化以及加权运算后融合成一个具体的值,称为节点的本征值,以此进行比较,从而选出最佳簇头。并在分簇过程中整合概率方法,由阈值确保簇头节点的正常轮换。第二,提出了一种能耗均衡的多Sink节点部署算法。多Sink节点的部署能够直接减小各节点到Sink节点的距离,降低节点的数据传输能耗。该算法实现过程包括两个阶段:第一阶段称为Sink候选位置的选取,首先根据网络规模和网络分布选取有限个位置点作为初选位置点,然后根据初选位置点的位置中心度(LR)和它们周围初选位置点分布选出一定数量的候选位置点。第二阶段为Sink选取,是在候选位置点中选择最优位置点,这些最优位置点的数量与Sink节点的数量一致。本文从网络生存周期与平均能量消耗两方面与其他算法进行对比,得出作者所提算法对网络的性能有所改善。该算法在簇头节点以及多Sink最优位置点的选择中不仅缓解了网络中各节点能量不均衡的现象,同时延长了网络生存时间,优化了网络性能。
【图文】：

大学硕士学位论文 第 2 章 无线传感器网第 2 章 无线传感器网络相关概述传感器网络体系结构感器节点结构传感器网络的节点类型多种多样，例如用来探测移动物体的大温度、湿度等等。WSN 中部署了大量的微型传感器节点，这些通过飞行器空投或机器人完成的，，然后它们自组成网，以达到相理该区域中被感知对象的数据消息的目的，最后将这些信息发由此可知，传感器、感知方和用户端是 WSN 中必不可少的。传小的特征，但是不管体积大小，其构造相差并不多。 1 所示为传感器节点的构造。

图 2 无线传感器网络结构Fig2 Wireless sensor network structure干个传感器节点由飞行器或机器人布置到待监测区域内，通过自组成拓扑结构。节点与节点之间的数据转发是将自身收集到的数据以过不同的路由协议传输出去，直至 Sink 节点。最后，通过各种互联的相关消息送至管理节点。在整个网络的数据传输过程中，需要各配合与协作，这样才能保证数据信息的可靠性。线传感器网络的特点和应用领域线传感器网络的特点传统的无线网络和移动 Ad hoc 相比较，WSN 以一种新型网络技术有着以下显著的特征：. 自组织：因为在一些地理环境比较复杂的区域，人员往往难以涉及
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP212.9;TN929.5

【参考文献】

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本文编号：2557384