無線傳感器網(wǎng)絡自適應QoS路由算法研究及應用.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是近年來迅速發(fā)展和普遍重視的新型網(wǎng)絡技術，綜合了傳感器、嵌入式計算、網(wǎng)絡通信、分布式信息處理等技術，具有自組織、自適應、以數(shù)據(jù)為中心等特點。無線傳感器網(wǎng)絡利用大量微型傳感器節(jié)點通過自組織網(wǎng)絡以協(xié)作的方式進行實時監(jiān)測、感知和采集各類環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，可廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測、軍事國防、醫(yī)療保健、交通安全管理等領域，是國際上信息領域的研究熱點。由于傳感器節(jié)點體積微小，導致其通信能力較弱、能量有限，這使得路由算法的性能對于無線傳

2、感器網(wǎng)絡至關重要，它不僅是實現(xiàn)能量均衡、保持網(wǎng)絡連通性的基礎，更是提高服務質(zhì)量、延長網(wǎng)絡壽命的關鍵環(huán)節(jié)。
　　本文根據(jù)課題需求，主要對無線傳感器網(wǎng)絡QoS（QualityofService）路由算法開展研究和應用。由于無線傳感器網(wǎng)絡應用環(huán)境的多樣性，QoS參數(shù)在網(wǎng)絡運行過程中因環(huán)境變化而動態(tài)變化，而現(xiàn)有QoS路由算法多為理論研究，以理想空曠環(huán)境為研究背景，自適應能力有限，在實際應用中效果不佳。針對這一特點，本文面向?qū)嶋H應用需求，提

3、出一種基于熵權系數(shù)法的無線傳感器網(wǎng)絡自適應QoS路由算法（AnEntropy-basedAdaptiveQoSRouting,EAQR）。算法將路由建立過程抽象成多屬性決策的過程，選取節(jié)點負載、平均能量勢、通信時延作為QoS評價屬性，建立多屬性評價模型，對原始數(shù)據(jù)進行規(guī)范化處理，消除模型中各屬性間的不可公度性，采用熵權系數(shù)法結合QoS參數(shù)的變化情況自適應地確定權重，選擇評價值最高的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。通過OMNeT++仿真平臺對算法進行仿真，

4、結果表明，與經(jīng)典QoS路由算法相比，EAQR在環(huán)境參數(shù)變化的條件下，其各種QoS參數(shù)均取得了較好的表現(xiàn)。證明算法能夠有效適應環(huán)境的動態(tài)變化，具有較好的自適應能力，在網(wǎng)絡規(guī)模擴大時也顯示了更好的可擴展性。
　　建筑環(huán)境存在墻壁、門等障礙物，以及人員流動、門窗開關等隨機變化情況，是典型的環(huán)境動態(tài)變化的場景。本文將EAQR算法在建筑環(huán)境中進行應用測試，設計并搭建基于無線傳感器網(wǎng)絡的建筑環(huán)境監(jiān)測原型系統(tǒng)，通過集成基于熵權系數(shù)法的無線傳感器