【摘 要】
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无线传感器网络中,传感器节点是体积微小、能量有限的嵌入式设备,因而通信、计算和存储的能力都非常有限.良好的拓扑结构控制,能够提高MAC协议和路由协议的效率,为数据融合、
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无线传感器网络中,传感器节点是体积微小、能量有限的嵌入式设备,因而通信、计算和存储的能力都非常有限.良好的拓扑结构控制,能够提高MAC协议和路由协议的效率,为数据融合、数据通信、时间同步等技术提供支持,有利于均衡整个网络的能量消耗,从而延长网络的生存时间,因此拓扑控制是无线传感器网络的关键技术之一.拓扑控制可分为节点功率控制与层次型拓扑结构控制两类.其中层次型拓扑结构控制,又称分簇算法,采用分簇机制,选取一些节点作为骨干节点,构成一个连通的骨干网络,负责数据的融合与转发.本文针对分簇算法提出改进：(1)在经典的分簇算法LEACH的基础上,在簇头选举阶段,综合考虑剩余能量、节点与汇聚节点间的距离、节点当选为簇头的次数等因素,提出改进的阈值计算公式；在成簇阶段,综合簇头节点的剩余能量、节点与簇头节点的距离两个因素,给出选择簇的评价指标值,然后非簇头节点选择指标值最小的簇头入簇.仿真结果显示,改进算法的网络生存时间约为LEACH算法的两倍.(2)本文还提出一种基于距离划分和剩余能量的分簇算法,以使簇头节点分布更加合理.将网内各个节点与sink节点的距离为标准,首先将网络分为三个区域,每个区域中选择剩余能量最大的节点为簇头节点,其次在已有簇头的一跳范围外,依次取两个剩余能量最大的节点为簇头节点.经仿真验证,该改进算法在存活节点数目方面存在明显的优势.
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