無線傳感網(wǎng)拓撲控制算法研究.pdf

1、無線傳感網(wǎng)(Wireless Sensor Network, WSN)作為一種重要的數(shù)據(jù)采集、信息獲取網(wǎng)絡,具有低成本、低功耗、分布式與自組織等特點,一直以來都是信息領域研究的熱點之一,具有非常廣闊的應用前景,能夠廣泛應用于農業(yè)、醫(yī)療、建筑和軍事等領域。然而,傳感器節(jié)點能量有限使對無線傳感網(wǎng)研究和應用面臨很大的挑戰(zhàn),減少節(jié)點能量消耗、延長網(wǎng)絡生存周期是無線傳感網(wǎng)技術研究的重要方向。網(wǎng)絡拓撲控制可以優(yōu)化網(wǎng)絡的拓撲結構,為路由協(xié)議、目標定位

2、、時間同步和數(shù)據(jù)融合等提供基礎,是無線傳感網(wǎng)的核心支撐技術之一,它能夠有效的延長整個網(wǎng)絡的生存周期。因此,研究能量高效的拓撲控制算法具有重要的理論意義和應用價值。
　　本論文首先介紹了無線傳感網(wǎng)的體系結構和關鍵技術,分析了網(wǎng)絡拓撲控制的重要性、拓撲結構的優(yōu)化意義,并討論了網(wǎng)絡拓撲控制的設計目標。其次,從功率控制及層次型分簇拓撲控制兩方面研究網(wǎng)絡拓撲控制算法,詳細分析了無線傳感網(wǎng)中的一些比較典型的拓撲控制算法。最后,選擇層次型分簇拓

3、撲控制算法中具有代表性的LEACH算法作為本課題的研究對象。
　　本論文針對LEACH算法存在的不足提出了一種能量高效的拓撲控制算法(Energy-Efficient Topology Control Algorithm,EETCA)。EETCA算法針對無線傳感網(wǎng)中節(jié)點能量消耗不均勻的問題,以均衡全網(wǎng)的能量消耗為目標,從簇頭的選擇、簇的建立和穩(wěn)定階段數(shù)據(jù)傳輸三個方面對LEACH算法進行改進。在簇頭的選舉中,考慮節(jié)點的剩余能量,保證