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无线传感器网络覆盖调度机制与分簇算法研究

赵路路  
【摘要】: 随着传感器技术和通信技术的发展,无线传感器网络(WSN)引起了全世界范围内的广泛关注。由于无线传感器网络的工作环境不同和传感器节点能量非常有限,如何有效地利用传感器节点能量,延长整个网络的生命周期是需要解决的首要问题,分簇路由算法是解决这一问题的重要方法。在监测区域范围比较大的环境,目前存在的分簇算法不能保证各个簇的能量均衡。本文主要针对覆盖区域的节点调度和节能分簇路由算法进行了深入研究。 首先,建立了一种覆盖区域分割优化方法,该方法有效的判断节点感知区域是否被其邻居节点完全覆盖,并通过睡眠调度来实现覆盖区域内冗余节点的休眠,这种覆盖区域节点调度机制能有效地减少网络中的冗余节点个数,降低了任意时刻网络中的覆盖冗余。 其次,提出了一种能量有效的分簇算法OCSCA,在簇首选举阶段考虑了网络节点的剩余能量,并根据节点的剩余能量调整阈值大小来优化簇首的选择,有效避免了低能量节点被选为簇首的可能性,在簇的形成阶段将覆盖区域节点调度机制引入分簇结构中,当每一轮分簇形成后在簇中通过该机制来调度除簇首之外的簇成员节点,使全网能量消耗更为均匀,形成的网络拓扑更加合理。 在文章最后部分,应用matlab仿真软件对OCSCA算法进行了仿真试验,仿真结果表明,算法有效地提高了网络能量利用率,延长了网络生存周期。


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