基于LEACH協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡分簇算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是由大量隨機部署在監(jiān)測區(qū)域的微小傳感器節(jié)點通過無線通信、自組織方式構成的分布式網(wǎng)絡系統(tǒng)，一般用于對人類無法到達的區(qū)域或環(huán)境進行監(jiān)測，并將采集的信息傳送給遠方的監(jiān)測者，由監(jiān)測者根據(jù)得到的信息進行分析，從而了解監(jiān)測區(qū)域或環(huán)境的情況。無線傳感器網(wǎng)絡在科研、民用和軍事等領域有著廣泛的應用前景。 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點能量有限、不能補充的特點，使得高效地利用節(jié)點能量成為無線傳感器研究的重要目標。目前已有大量相關的研究工作，其中影

2、響最廣泛的是以LEACH協(xié)議為代表的無線傳感器網(wǎng)絡分簇協(xié)議，它提出的分簇思想為研究無線傳感器網(wǎng)絡的路由方式提供了一種重要的思路，但是這些協(xié)議都未能較好地解決高效利用節(jié)點能量的問題。 在分析大量通信協(xié)議的基礎上，本文提出一種基于負載均衡和剩余能量的無線傳感器網(wǎng)絡分簇算法CALRE，對LEACH協(xié)議作了較好的改進，取得較好效果。 CALRE算法，根據(jù)節(jié)點到基站的距離將節(jié)點分為遠節(jié)點和近節(jié)點，近節(jié)點與基站直接進行單跳通信，遠

3、節(jié)點通過近節(jié)點與基站進行多跳通信；并分別為這兩種節(jié)點設置不同的最大簇成員值，即根據(jù)距離基站的遠近，設置不同的簇規(guī)模，使得遠節(jié)點和近節(jié)點在能耗速度上趨向一致，以達到負載均衡的目的。在簇首選擇機制上，CALRE算法提出讓剩余能量最大的節(jié)點優(yōu)先擔任簇首，以平衡各個節(jié)點的能耗，減少算法的復雜度和簇內(nèi)節(jié)點之間不必要的通信能耗。 本文對CALRE算法和LEACH協(xié)議進行了模擬仿真實驗，實驗結果表明，CALRE算法與LEACH協(xié)議相比具有更好