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无线传感器网络路由协议研究与设计

张婧婷  
【摘要】:随着基于微机电系统的传感器技术、低能耗电子和射频技术的不断进步,低能耗、廉价的无线微传感器得以大规模应用,相应的无线传感器网络应运而生。无线传感器可以被应用于军事、商业、医疗救护、环境监测等多方面,具有广阔的应用前景,因此成为计算机科学技术中一个新的研究热点。由于无线传感器网络自身的特点,现有的无线路由协议并不适用于传感器网络,面向应用的路由协议设计逐渐成为网络层研究的核心。 本文主要探讨了无线传感器网络中路由协议的设计,对现有的一些无线传感器网络路由协议进行了分析研究,针对这些协议存在的应用受局限或是网络整体能耗高、生命周期短的缺点提出了大规模低能耗无线传感器网络路由协议(Large scale Low energy sensor Network protocol, LLN)。 在LLN协议机制中,节点以聚类的方式建立连接,观测数据经过聚类首领进行数据压缩融合处理后在节点间进行转发,最后被传送给远方的信息处理中心。协议采用了聚类首领动态选定以及聚类分布式建立的方法将进行远距离通信的能量负担平均分配在每个节点上。此外,通过最优路径进行信息远距离传输有效的减少了系统能耗。 作者使用Visual C++开发了无线传感器网络路由协议仿真平台,验证了LLN协议同现有的LEACH以及MTE路由协议相比系统能耗更低,网络生命周期更长,规模扩展性更好。


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