無線傳感器網(wǎng)絡容錯拓撲控制技術研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network, WSN)作為一種由大量節(jié)點組成的新型傳感網(wǎng)絡，具有應用廣泛、快速部署的優(yōu)良特性。隨著信息行業(yè)和信息處理技術的迅猛發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡的應用開始逐漸普及，其中在環(huán)境檢測、能源勘探、農業(yè)生產和生物研究等方面有著良好的應用前景。拓撲控制是無線傳感器網(wǎng)絡研究的核心問題之一，合理的網(wǎng)絡拓撲結構能夠延長網(wǎng)絡生存周期，減少節(jié)點間相互干擾并提高路由協(xié)議效率。
　　無線傳感器網(wǎng)絡規(guī)模

2、較大，傳感節(jié)點眾多，并且節(jié)點能量有限，因此，為了確保信息傳輸?shù)目煽啃?，無線傳感器網(wǎng)絡必須具有較強的容錯性。本文從網(wǎng)絡節(jié)能的角度出發(fā)，對無線傳感器網(wǎng)絡進行容錯拓撲控制研究，針對LEACH算法的缺點進行了改進，并設計仿真實驗進行驗證。主要研究工作及取得的創(chuàng)新性成果如下：
　　首先，分別從網(wǎng)絡節(jié)點和網(wǎng)絡結構兩個方面對網(wǎng)絡的能耗進行了分析；對路由節(jié)能進行了研究，分析各路由協(xié)議的特點；選取典型的路由協(xié)議LEACH協(xié)議為研究對象，分析LEAC

3、H算法的計算流程，并設計仿真實驗，對LEACH協(xié)議的性能進行分析。
　　然后，針對LEACH算法能量分布不均的缺點，提出了基于一種基于自適應讓位策略的改進算法，通過設定一個能量門限來限定簇頭的選擇，和LEACH算法相比該算法能夠獲得更長的網(wǎng)絡壽命，并且提高了網(wǎng)絡的吞吐量。
　　最后，從功率控制的角度出發(fā)，提出了一種基于遺傳算法的LEACH改進方案，該算利用節(jié)點位置信息及節(jié)點剩余能量對網(wǎng)絡進行分簇，綜合考慮簇內節(jié)點剩余能量、簇