無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和路由協(xié)議的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展引起了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注?！拔锫?lián)網(wǎng)”“普適計(jì)算”等和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的新名詞接連出現(xiàn)；ISO/IEC JTC1國際傳感器網(wǎng)絡(luò)研究組(SGSN)和ISO/IEC JTC1國際傳感器網(wǎng)絡(luò)第7工作組(WG7)近兩年也一直在從事傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，在網(wǎng)絡(luò)日益盛行的今天，傳感器網(wǎng)絡(luò)有著巨大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。
　　 分簇是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)有效的拓?fù)淇刂品椒?，通過分簇能夠延長網(wǎng)絡(luò)的生存期，提高網(wǎng)絡(luò)的

2、能耗均衡性。LEACH是第一個(gè)基于分簇的路由協(xié)議，它通過采用動(dòng)態(tài)輪換簇首的策略來減少簇首的能耗。繼LEACH以后，人們對(duì)分簇協(xié)議有了更多的研究，其中大部分的研究重點(diǎn)都是放在進(jìn)一步均衡網(wǎng)絡(luò)能耗方面的，如EECS提出了形成大小不均衡簇的思想，來提高網(wǎng)絡(luò)的能耗均衡性，被動(dòng)解決“能量空洞”問題。
　　 本文對(duì)一些比較經(jīng)典的和最新的分簇路由協(xié)議進(jìn)行了大量的研究，為了進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)的能耗均衡性，主動(dòng)解決“能量空洞”問題，本文對(duì)EECS路由協(xié)

3、議進(jìn)行了改進(jìn)，主要做的改進(jìn)工作如下：(1)在一個(gè)圓形的網(wǎng)絡(luò)模型下，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了分層劃分，使處于不同層次的候選簇首節(jié)點(diǎn)具有不同的競選簇首的半徑，進(jìn)而形成大小不均勻的簇(2)對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)根據(jù)各自的剩余能量進(jìn)行等級(jí)劃分，使能量等級(jí)較高的一類節(jié)點(diǎn)優(yōu)先成為候選簇首。改進(jìn)后的路由協(xié)議相對(duì)于EECS路由協(xié)議提高了網(wǎng)絡(luò)生存期，進(jìn)一步均衡了網(wǎng)絡(luò)的能耗，提高了能量效率。
　　 傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量布置在監(jiān)控區(qū)域的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，傳感器節(jié)點(diǎn)一般是能量

4、受限的，所以能量是傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中一個(gè)需要重要考慮的問題；此外，根據(jù)不同的應(yīng)用場景，傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)要考慮的重點(diǎn)也會(huì)有所不同。在工業(yè)應(yīng)用的背景下，本文開發(fā)了傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件和軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)硬件所采用的微控制器芯片和無線收發(fā)芯片分別是IP2022和NRF905；傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)中，本文在給定的軟件架構(gòu)下，對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)端到端的通信和多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信過程進(jìn)行了詳細(xì)描述；并通過實(shí)驗(yàn)環(huán)境對(duì)端到端通信和多個(gè)