無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由及能耗問題研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network, WSN)作為一種新的信息獲取方式備受關(guān)注。而在眾多研究方向中,路由協(xié)議一直是研究熱門。目前已有大量相關(guān)的研究工作,其中影響最廣泛的是以LEACH協(xié)議為代表的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇協(xié)議。它提出的分簇思想為研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由方式提供了一種重要的思路,但是這些協(xié)議都未能較好地解決高效利用節(jié)點(diǎn)能量的問題。所以,本文重點(diǎn)在于對(duì)網(wǎng)絡(luò)路由的改進(jìn)。
　　首先,分析LEACH協(xié)議存

2、在的缺陷:簇頭選取具有隨機(jī)性,簇頭到基站之間的直接傳輸距離過大,從而造成網(wǎng)絡(luò)中的能量消耗不平衡,影響網(wǎng)絡(luò)壽命。針對(duì)于LEACH協(xié)議中存在的上述兩方面問題,文中從簇頭選取的方面進(jìn)行改進(jìn)平衡簇頭的分布,并采用兩層的聚類方法,利用主簇頭的概念,在數(shù)據(jù)傳輸過程中,增加傳輸跳數(shù),達(dá)到降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎哪康?延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命。
　　其次,考慮到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)增加跳數(shù)的方法會(huì)導(dǎo)致更多網(wǎng)絡(luò)延遲,研究在保證傳輸能耗較小的前提下,同時(shí)要求降低網(wǎng)絡(luò)的傳輸延

3、遲的方案,完成對(duì)能量及傳輸延遲兩方面的優(yōu)化。優(yōu)化中采用和聲搜索算法,利用基于優(yōu)先級(jí)的路徑編碼,設(shè)計(jì)了一種基于和聲搜索算法的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)路徑選取方法。通過Matlab仿真,證明了和聲搜索算法適用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路徑選擇。
　　最后,提出無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。文中以西北黃土地區(qū)高速鐵路客運(yùn)專線的建設(shè)為背景,考慮通過無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的方式采集橋梁數(shù)據(jù)可以為工程技術(shù)人員提供結(jié)構(gòu)豐富,多維的運(yùn)行狀態(tài)報(bào)告,快