【摘 要】
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无线传感器网络是传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等相结合的产物。通过各类集成化的微型传感器来实时感知和采集各种监测对象的信
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无线传感器网络是传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等相结合的产物。通过各类集成化的微型传感器来实时感知和采集各种监测对象的信息,通过嵌入式系统进行信息处理,并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端,从而真正实现“无处不在的计算”理念。无线传感器网络由于具有节点体积小、功耗低及成本低、组网方便快捷等优点,具有十分广阔的应用前景,被认为是将对21世纪产生巨大影响力的技术之一。本文首先简要介绍了无线传感器网络的概念、体系结构、特点、关键技术以及课题组所提出煤矿安全监控系统的拓扑结构;并从中选出影响该系统性能的一门重要技术——路由协议作为本文研究的重点。通过对现有的几种典型的无线传感器网络路由算法的对比研究,总结了各种算法的优秀思想,并以此为基础,设计了一种适合课题组提出的安全监控系统支路网的路由算法——门限敏感的簇内单跳簇间多跳传感器网络路由算法(TSSM)。TSSM中假设所有节点都静态分布,并采用了一次分簇,即在网络初始化时进行簇的划分,以后各轮簇内的成员节点将不再发生改变,从而降低了多次生成簇的能量消耗;通过循环选举簇头节点来分散网络的开销;通过划分虚拟单元格以及规定非活动节点休眠,活动节点设定软、硬门限工作的方法,有效降低了网络冗余度;簇头节点采用数据融合技术来降低网络中传输的数据量;通过簇间多跳将距离网关较远节点的能耗分散到了网络中的其他簇头节点。应用MATLAB7.1对DD、LEACH和TSSM进行了仿真和性能的比较,结果表明,本文所设计的算法TSSM更能有效利用网络资源,均衡节点能源的分配,在一定程度上延长了网络的生命周期。
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