【摘 要】
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无线传感器网络(Wireless Sensor network,WSN)中传感器节点是由电池供能,而网络中所使用的电池的电量全部使用完后就无法工作,而且由于节点一般价格低廉、能量有限,因此对于
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无线传感器网络(Wireless Sensor network,WSN)中传感器节点是由电池供能,而网络中所使用的电池的电量全部使用完后就无法工作,而且由于节点一般价格低廉、能量有限,因此对于整个网络的能量优化成为无线传感网络领域的研究重点。本文主要基于稳定选举协议(Stable Election Protocol,SEP)提出一些优化方案,论文的主要工作如下:(1)研究了无线传感网络的特点、体系结构、网络拓扑和路由协议,本次研究主要针对网络拓扑的优化来提高网络的能量消耗性能。主要研究了现在的主要的经典的路由协议的工作原理和优缺点。重点分析了低功耗自适应层次性分簇协议(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy,LEACH)和稳定选举协议的性能差异。(2)针对SEP协议在簇头选举中没有考虑剩余能量的缺点,本文提出相对剩余能量的概念,将该因素加入到簇头选举的公式中,这样可以降低剩余能量少的节点成为簇头的可能,提高剩余能量多的节点成为簇头的可能。针对SEP协议簇头节点发送簇内节点所有数据给汇聚节点(Sink),可能会因发送数据过多而引起簇头节点的过早死亡的现象,提出了基于主成分分析法的数据融合方案,减少簇头节点发送的数据量。通过仿真实验证明该优化方案可以有效的提高节点的存活时间,减少簇头节点的发送数据压力,使网络生命周期变长。(3)针对SEP协议簇头节点发送数据到Sink节点是通过单跳的形式进行的,可能会因距离过远而导致节点的能耗过多的问题,所以提出了一种基于迪杰斯特拉算法(Dijkstra)的簇间多跳路由算法。通过仿真实验,结果证明,该优化方法可以让网络中每个节点的能耗更加均匀,增加节点的存活时间,防止了某个节点过早死亡而引起的网络性能下降现象的发生。
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