LEACH路由協(xié)議技術(shù)的分析及改進(jìn).pdf

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1、計(jì)算機(jī)與脫代化2009年第9期JISUANJIYUXIANDAIHUA總第169期文章編號(hào)：1006-2475(2009)09-0081-03LEACH路由協(xié)議技術(shù)的分析及改進(jìn)單曉娜，李力(南昌大學(xué)信息工程學(xué)院，江西南昌330031)摘要：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為計(jì)算、通信和傳感器三項(xiàng)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)。本文在簡(jiǎn)要介紹無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，分析了LEACH分級(jí)路由協(xié)議存在的一些問(wèn)題以及如何解決這些問(wèn)題。關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)層；層次路由協(xié)議；LACHS協(xié)議中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ado

2、i：10．3969／j．issn．1006-2475．2009．09．023AnalysisandImprovementofLEACHRoutingProtocolTechnologySHANXiao—na，LILi(SchoolofInformationEngineering，NanchangUniversity，Nanehang330031，China)Abstract：Asaresultofcombinationofmicrosensortechnology，lowpowercomputingandwirelessnet

3、working，wirelesssensornetworkisanoveltechnologyaboutacquiringandprocessinginformation．Thispaperbrieflyintroducesthea~tectureofwirelesssensornetwork，analyZSsomeproblemsoftheLEACHmutingprotocolandhowtosolvetheseproblems．Keywords：wirelesssensornetwork；networklayer；grad

4、ingroutingprotocol；LACHSprotocol0引言1無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由一組傳感器節(jié)點(diǎn)以自組織無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由許許多多個(gè)不同的功能或的方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，其目的是協(xié)作的感知、采集不同的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)組成的。每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)由和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息，并將信息發(fā)數(shù)據(jù)采集模塊(傳感器、A／D轉(zhuǎn)換器)、數(shù)據(jù)處理和控送給觀察者。路由協(xié)議是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的重制模塊(微處理器、存儲(chǔ)器)、通信模塊(無(wú)線收發(fā)器)要環(huán)節(jié)，目前，針對(duì)其研究的主要內(nèi)容是如何降低系和供電模塊(電池、DC／CD能量轉(zhuǎn)換

5、器)等組成。統(tǒng)能耗。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)由電池供電，節(jié)點(diǎn)能量有限，并且節(jié)點(diǎn)LEACH是一種典型的分簇協(xié)議，通過(guò)改變網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量眾多，電池的容量一般不是很大。其特殊的應(yīng)結(jié)構(gòu)可以達(dá)到節(jié)約能耗的目的。但是，它預(yù)先選定簇用領(lǐng)域決定了使用過(guò)程中，不能給電池充電或者更換頭節(jié)點(diǎn)，并且簇頭直到網(wǎng)絡(luò)生命周期結(jié)束都是固定不電池。一旦電池能量用完，這個(gè)節(jié)點(diǎn)就失去了作用變的；簇頭同時(shí)還承擔(dān)數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)發(fā)送的“雙重”(死亡)。因此在傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)過(guò)程中，任何技術(shù)任務(wù)，因此，能量消耗很快。網(wǎng)絡(luò)中，一旦簇頭失效，和協(xié)議的使用都要以節(jié)能為前提。簇內(nèi)數(shù)據(jù)將全部丟失，整個(gè)網(wǎng)

6、絡(luò)面臨癱瘓。綜合考慮2無(wú)線傳感器的網(wǎng)絡(luò)層以及路由協(xié)議以上這些因素，本文設(shè)計(jì)了一種新的協(xié)議LACHS。它根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的剩余能量，動(dòng)態(tài)地選擇集中式或網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)路由發(fā)現(xiàn)與維護(hù)，在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式分簇算法，可以有效延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期；同時(shí)中占據(jù)著重要的地位，可以說(shuō)路由協(xié)議的選擇是無(wú)限考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，從而保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵。一個(gè)無(wú)線傳感器收稿日期：2008-09-10作者簡(jiǎn)介：?jiǎn)螘阅?1982．)，女，山東日照人，南昌大學(xué)信息工程學(xué)院碩士研究生，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；李力(1958·)，男，江西上

7、高人，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與安全，傳感器網(wǎng)絡(luò)。82計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化2009年第9期網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的成功與否，路由協(xié)議非常重要。③僅適合于每個(gè)節(jié)點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)需要發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)層的主要涉及的問(wèn)題是：路由協(xié)議和如何改數(shù)據(jù)量基本相同的情況，而不適合突發(fā)數(shù)據(jù)通信。進(jìn)路由協(xié)議，使網(wǎng)絡(luò)具有更好的可伸縮性和更強(qiáng)的適④簇頭同時(shí)還承擔(dān)數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)發(fā)送的“雙應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞哪芰?。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議負(fù)責(zé)路由發(fā)現(xiàn)和維重”任務(wù)，因此，能量消耗很快。護(hù)，是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要因素。⑤頻繁簇頭選舉引發(fā)的通信消耗了能量?？傊?，網(wǎng)絡(luò)中一旦簇頭失效，簇內(nèi)所有的數(shù)據(jù)將2．1

8、路由協(xié)議丟失，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)面臨癱瘓。綜合上述因素，可以設(shè)計(jì)WSN路由協(xié)議負(fù)責(zé)在sink節(jié)點(diǎn)和其余的節(jié)點(diǎn)間可一種新的LACHS(LowAdaptiveClusterHeads)，它根靠地傳輸數(shù)據(jù)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)在路由過(guò)程中是否有層次結(jié)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的剩余能量，動(dòng)態(tài)地選擇集中式或者分構(gòu)，作用