無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量路由研究畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-01-18 15:49本頁面
【正文】 中的節(jié)點通過 TDMA 方式 與簇 首進行通信。在穩(wěn)定階段 ，節(jié)點持續(xù)采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，傳給簇首。簇首在將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給 Sink 節(jié)點前，先對從各節(jié)點接收來的數(shù)據(jù)進行必要的數(shù)據(jù)融合處理，減小通信業(yè)務(wù)量。為了避免額外的處理開銷 ，穩(wěn)定階段一般比初始化階段的時間要長得多。在 LEACH 路 由算法中，使用的能量消耗公式是一階無線電模式，如圖 33 22 圖 33 無線通信模型根據(jù)圖 33 這種模式 ，傳感器節(jié)點發(fā)送 kbit 數(shù)據(jù)所消耗的能量為()傳感器節(jié)點接收 kbit 數(shù)據(jù)所消耗的能量為：其中 Efs,Emp 是信號放大器的放大倍數(shù) ，d 是發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點之間的距離，定義 d0 為 d0= 。 23 該算法基本思想是：以循環(huán)的方式隨機選擇簇頭節(jié)點，將整個網(wǎng)絡(luò)的能量負載平均分配到每個傳感器節(jié)點中，從而達到降低網(wǎng)絡(luò)能源消耗、提 高網(wǎng)絡(luò)整體生存時間的目的。 LEACH算法簡介LEACH 在運行過程中不斷的循環(huán)執(zhí)行簇的重構(gòu)過程，每個簇重構(gòu)過程可以用回合的概念來描述。每個回合可以分成兩個階段：簇的建立階段和傳輸數(shù)據(jù)的穩(wěn)定階段。為了節(jié)省資源開銷，穩(wěn)定階段的持續(xù)時間要大于建立階段的持續(xù)時間。簇的建立過程可分成4個階段：簇頭節(jié)點的選擇、簇頭節(jié)點的廣播、簇頭節(jié)點的建立和調(diào)度機制的生成。這里不再一一細說。在簇的穩(wěn)定階段，傳感器節(jié)點將采集的數(shù)據(jù)傳送到簇頭節(jié)點。簇頭節(jié)點對采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)融合后再將信息傳送給匯聚節(jié)點，匯聚節(jié)點將數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)控中心來進行數(shù)據(jù)的處理。穩(wěn)定階段持續(xù)一段時間后，網(wǎng)絡(luò)重新進入簇的建立階段，進行下一輪的簇重建，不斷循環(huán)。 24 LEACH仿真流程圖 圖41 程序 總流程 25 圖42 簇首的選擇 仿真結(jié)果與分析 仿真結(jié)果 本文中的以下給出的結(jié)果都在以下參數(shù)下仿真，節(jié)點總數(shù) n 為150，簇頭概率 p ，數(shù)據(jù)包長度為4000B，控制包長度為100B。初。 26 圖43 第八輪網(wǎng)絡(luò)節(jié)點圖 圖44第十 九輪網(wǎng)絡(luò)節(jié)點圖 27 上面兩幅圖為 leach 仿真協(xié)議中的兩輪網(wǎng)絡(luò)節(jié)點圖，其中的藍色與綠色小點點代表的一個個的無線傳感器。藍色的小點點代表存活的無線傳感器，綠色的小點點代表死亡的無線傳感器，圖中中間的黑色圓圈代表基站，紅色圓圈代表簇頭?？偨Y(jié)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一項新興技術(shù)，它的發(fā)展將對未來人們的生活產(chǎn)生深遠的影響。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)有很大的不同，如受能量限制、計算能力、通信能力的限制等，決定了它的特殊性。由于傳感器節(jié)點一般不能補充能量，所以能耗的考慮始終是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個重要方面，而網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議對能量的影響又是十分顯著的。對網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點進行分簇的路由算法被證明是一種可以顯著改善網(wǎng)絡(luò)性能的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 本文主要是對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量路由研究中的分簇的路由算法即 leach 算法做了較詳細的敘述與仿真。并且分析、對比了仿真的結(jié)果，得出了一定的結(jié)論。 28參考文獻[1] I. F. Akyildiz, W. Su, Y. Sankarasubramaniam, et. al. Wireless Sensor Networks: A Networks, vol. 38, 2022: 393341[2] Allgood G, Manges W, Smith S. It39。s time for sensors to go wireless. Sensors Magazine, 1999,16(4): 7080 29[3]于海斌,曾鵬,:科學出版社,2022,67[4] GANESAN D，GOVINDAN R ，SHENKER S，et Resilient，Energy Efficient Multipath Routing in Wireless Sensor Computing and Communications Review，2022，5(4) ：1125. [5] AKYILDIZ I F，SU W，SANKARASUBRAMANIAM Y ，et Survey on Sensor Networks[J].IEEE Communications Magazine，2022，40(8) ：102114. [6] 崔莉，鞠海玲，苗勇，算機研究與發(fā)展，2022 42(1)PP:163174.[7] 于繼明，盧先領(lǐng)等，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多路徑路由協(xié)議研究進展，計算機應(yīng)用研究，2022,24(6)PP:13.[8] Manjeshwar A . TEEN:A Routing protocol for Enhanced Efficiency in Wireless Sensor Networks,Parallel and Distributed Processing Symposium, Proceedings 15th International, 2022 PP:20222022.[9] Lindsey S, Raghavendra CS. PEGASIS: Powerefficient gathering in sensor information systems. In:Proc. of the IEEE Aerospace Conf. Montana: IEEE Aerospace and Electronic Systems Society, .[10] Braginsky D, Estrin D. Rumor Routing Algorithm for Sensor Networks[C]. Proc. Ist Wksp. Sensor Networks and Apps., Atlanta, GA, Oct. 2022. 30[11] Jabed Faruque, Ahmed Helmy. GradientBased Routing in SensorNetworks[DB/OL].osters/.[12] M. Chu, H. Haussecker, and F. Zhao, Scalable InformationDriven Sensor Querying and Routing for ad hoc Heterogeneous Sensor Networks, The International Journal of High Performance Computing Applications, Vol. 16, No. 3, August 2022.[13] 于海濱，曾鵬等編著 《智能無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)》 科學出版社 2022.[14] LINDSEY S，RAGHAVENDRA C ：Powerefficient Gathering in Sensor Information Systems[J] . IEEE Transactions on Parallel and Distributed (25)：311.
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