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随着科技的发展,作为一项新兴的技术,无线传感器网络近年来的发展越来越受到国内外人们的重视,各项关键技术的研究不断深入,应用场景愈加广泛,产业化前景十分看好。本课题来源于国家科技重大专项“国家新一代宽带无线移动通信网重大专项”中子课题“传感器网络与移动通信网的结合技术及其M2M业务应用研究与示范验证”的研究,针对无线传感器网络中的组网方式、数据传输策略等问题进行了深入的研究,具有重要的理论和现实意义。
本文对无线传感器网络的定义、网络体系结构、特点等基本概念及相关的应用场景、关键技术作了阐述,同时研究总结归纳了现有无线传感器网络路由技术。针对大规模无线传感器网络中存在的能量利用率不高、能量消耗不均衡等主要问题,提出了基于模糊逻辑的无线传感器网络非均匀分簇多跳路由策略的思想。一方面,基于模糊逻辑的思想,考虑节点的能量、与基站的距离、节点密度等因素,将网络中众多传感器节点分为大小不一的簇结构,使簇首的选择、簇的规模更加合理;另一方面,提出了自适应最大最小蚁群优化的思想,并将其引入簇间路由,即优化簇首节点至基站的路径选择,最终达到延长网络生命周期、均衡能量消耗、提高能量利用效率的目的。
同时,本文对提出的路由策略进行了仿真实现,并与经典的层次型路由协议LEACH和能量有效的非均匀分簇算法EEUC进行了对比,通过对最终仿真结果的对比分析,验证了提出路由策略性能优越性。