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《基于固定分簇和能量均衡的無線傳感器網(wǎng)絡多跳路由算法.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2013年第32卷第8期傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)117＼計算與測試、基于固定分簇和能量均衡的無線傳感器網(wǎng)絡多跳路由算法張世偉，張海濤，張士杰(河南科技大學電子信息工程學院，河南洛陽471023)摘要：通過分析無線傳感器網(wǎng)絡中LEACH協(xié)議的優(yōu)缺點，提出了一種節(jié)點在隨機部署情況下構(gòu)建能量負載均衡的多跳路由協(xié)議。首先對隨機部署的傳感器節(jié)點采用遺傳模擬退火算法進行分簇，并計算每個簇的聚類中心。每個簇中節(jié)點的能量高于本簇的平均能量的節(jié)點率先成為候選簇首節(jié)點，候選簇首節(jié)點根據(jù)距離本簇內(nèi)聚類中心的距離來競爭簇
2、首。在簇間路由階段，采用最短路徑進行多跳路由。仿真結(jié)果表明：新方案能夠改善LEACH協(xié)議中因為簇首分布不均勻而引起的“能量熱點”問題，從而平衡無線傳感器網(wǎng)絡的能量負載均衡，進而延長網(wǎng)絡的生命周期。關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡；遺傳模擬退火算法；最短路徑；能量均衡中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1000--9787(2013)08--0117-04Multi-hoproutingalgorithmforwirelesssens0rnetworks1baSed10nnmXec1ICl●ust·eranc1Ienergy-1Dal’ance帶ZHANGShi-
3、wei，ZHANGHai-tao，ZHANGShi-jie(CollegeofElectronicandInformationEngineering，HenanUniversityofScienceandTechnology，Luoyang471023，China)Abstract：ByanalyzingadvantagesanddisadvantagesofLEACHprotocolinwirelesssensornetworks，anenergy-balancemulti—hoproutingprotocolisproposedforthenodesarer
4、andomlydeployedinthearea．Firstly，thesensornodesareclusteredbygeneticsimulatedannealingalgorithmandthencalculatetheclustercenterofeachcluster．Iftheenergyofnodeishigherthantheaverageenergyofthecluster，itwillbecomethecandidateclusterheadnode，andthenthecandidateclusterheadnodecompetesfor
5、clusterheadaccordingtodistancetoclustercenter．In、theclusterroutingstage，usingmulti-hoptotransferdatatothesinkbasedontheshortestpath．Simulationresultsshowthatthenewschemecanimprove‘energyhotspot’causedbytheunevendistributionofclusterheadinLEACHprotocol，thuscanbalancetheenergyloadofwir
6、elesssensornetworksandextendthenetworkslifecycle．Keywords：wirelesssensornetworks；geneticsimulatedannealingalgorithm；shortestpath；energy—balance0引言LEACH協(xié)議的成簇方式，發(fā)現(xiàn)LEACH協(xié)議只是考慮了簇近年來，隨著無線通信技術(shù)與傳感器節(jié)點的小型化、低首節(jié)點與普通節(jié)點之間的通信成本，并沒有考慮簇首節(jié)點成本的迅速發(fā)展，加速了無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展J。無自身的剩余能量。另一方面，LEACH協(xié)議在選取簇首時，線傳感器網(wǎng)絡是大量的
7、靜止或移動的傳感器以自組織和多采用隨機性的簇首選取機制，很容易導致簇首節(jié)點的分布跳的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡，目的是相互協(xié)作地探測、處理和不均勻，進而可能引發(fā)能量不均衡的問題。還有，由于簇首傳輸網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域內(nèi)感知對象的監(jiān)測信息，并報告給用節(jié)點直接和基站進行通信，很容易導致距離基站比較遠的戶。簇的能量消耗比較快，導致第一個節(jié)點比較早死亡，從而造LEACH_5協(xié)議是無線傳感器網(wǎng)絡中經(jīng)典的分層路由成傳感器網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域縮小，影響監(jiān)測任務的執(zhí)行。協(xié)議，其基本思想是網(wǎng)絡周期性地隨機選擇簇首節(jié)點，其他本文針對LEACH協(xié)議中存在的問題，提出了改進方的非簇首節(jié)點以就近原則加入相應的簇
8、，形成虛擬簇，簇內(nèi)案并進
