● 摘要
无线传感器网络是由大量部署于监控区域内部廉价的、微型的、低功耗的传感器节点组成,这些节点通常是一个微型的嵌入式系统,其通信能力、处理能力和存储能力相对较弱,通过携带能量有限的电池供电,一般不容易更换或重新充电。本文以降低网络节点的总体能耗和平衡网络负载,延长整个网络的生命周期为出发点,主要研究了无线传感器网络中的分簇路由协议。通过对典型分簇路由协议的对比和分析,综合考虑了无线传感器网络中存在的诸多不确定性因素,在分簇路由算法LEACH和PEGASIS的基础上提出了一种负载均衡的低能耗的分簇路由协议
aisebox{0.5mm}{------}基于二型模糊逻辑的无线传感器网络路由协议(T2FLCA),主要研究内容如下:
(1)基于二型模糊逻辑的簇头选举算法:a.将节点剩余能量、邻近节点密度和节点到基站的距离这三个重要因素作为二型模糊逻辑系统的输入,节点成为候选簇头的概率和簇头竞争半径作为输出来建立二型模糊逻辑系统,二型模糊逻辑能综合考虑选取簇头的关键因素,从而大大降低传感器网络中不确定性给簇头选举带来的不利影响;b. 引入非均匀分簇的思想,T2FLCA通过控制竞争半径的大小来控制形成的簇的大小,使得离基站较近、簇头能量相对较小和节点密度较大的簇的半径较小,有效均衡了簇与簇之间节点的能耗,平衡了网络负载,从而延长了网络的生命周期。
(2)基于蚁群优化算法和PEGASIS的路由协议:a.基于PEGASIS的思想,将所有选出的簇头连接成链,但采用改进的蚁群优化算法,而非贪婪算法实现建链过程,这样更有效地缩短了链路的总长度,从而减少了簇间数据传输带来的能量消耗;b.鉴于簇头的特殊性,选择距离基站最近的簇头为leader,这样既不失网络的负载平衡性又降低了传感器网络的整体能耗。
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