基于分簇的无线传感器网络数据收集协议研究

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1、第３１卷第３期天津师范大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．３１Ｎｏ．３第２０１１３１卷年７第月３期Ｊｏｕｒｎａｌ王靓ｏｆ，Ｔｉａｎ等：ｊ基于分簇的无线传感器网络数据收集协议研究ｉｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｊｕｌ．２０１１·６３·文章编号：１６７１－１１１４（２０１１）０３－００６３－０４基于分簇的无线传感器网络数据收集协议研究王靓１，２，范德辉２（１．复旦大学信息科学与工程学院，上海２００４３３；２．青岛职业技术学院，山东青岛２６６５５５）摘要：为延长无线传感器网络（ＷＳＮ）的寿命，在传统的典型分簇算法ＬＥＡＣＨ和ＥＡＤＥＥＧ的基础上进行

2、改进，提出了一种新的基于分簇结构的数据收集协议—ＩＤＣＰ（ＩｍｐｒｏｕｅｄＤａｔａＣｏｌｌｅｃｔｉｏｕＰｒｏｔｏｃｏｔ，ＩＤＣＰ），在簇首形成阶段和数据转发传递阶段分别提出了新的簇首形成算法和簇内数据转发算法．在簇首形成阶段，引入对节点可靠度指标的考量；在数据转发传递阶段，所有簇内普通节点对需要转发的信息首先进行判断分析，再决定是否进行信息传递．仿真实验结果表明：与传统协议相比较，改进算法在簇首选择和数据转发上都具有更好的网络处理能力和更高的效率，有效延长了网络生存周期．关键词：无线传感器网络；分簇；数据收集；能量中图分类号：ＴＰ３９３文献标志码：ＡＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｄａｔａｃｏｌｌ

3、ｅｃｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌｂａｓｅｄｏｎｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋ１，２，ＦＡＮＤｅｈｕｉ２ＷＡＮＧＬｉａｎｇ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＦｕｄａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００４３３，Ｃｈｉｎａ；２．ＱｉｎｇｄａｏＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６５５５，ＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｔｅｎｄｔｈｅｌｉｆｅｔｉｍｅｏｆＷＳＮ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔｕｄｙｉｎｇｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ

4、ｔｙｐｉｃａｌｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇａｌｇｏ－ｒｉｔｈｍｓｏｆＬＥＡＣＨａｎｄＥＡＤＥＥＧ，ａｎｏｖｅｌｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌｎａｍｅｄＩＤＣＰｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂｙｍａｋｉｎｇｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ，ａｎｄｎｅｗｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇｔｏｐｏｌｏｇｙｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｎｅｗｄａｔａｆｏｒｗａｒｄｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄｄｕｒｉｎｇｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｄａｔａｆｏｒｗａｒｄｉｎｇｓｔａｇｅ．Ｉｎｓｅｔｔｉｎｇｓｔａｇｅ，ｔｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｎｄｅｘｏｆｔ

5、ｈｅｎｏｄｅｉｓｐｒｏ－ｐｏｓｅｄ．Ｉｎｄａｔａｆｏｒｗａｒｄｉｎｇｓｔａｇｅ，ａｌｌｆｏｒｗａｒｄｅｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙａｌｌｃｏｍｍｏｎｎｏｄｅｓｉｎｃｌｕｓｔｅｒｓａｎｄｔｈｅｉｎｆｏｒ－ｍａｔｉｏｎｉｓａｎａｌｙｚｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｅｘｐｅｃｔｅｄｖａｌｕｅ．Ｉｆｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｉｓｌｅｓｓｔｈａｎｔｈｅｅｘｐｅｃｔｅｄｖａｌｕｅ，ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｗｉｌｌｎｏｔｂｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ，ｏｔｈｅｒｗｉｓｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｗｉｌｌｂｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｎｄｒｅｓｕｌｔｓａｎａｌ

6、ｙｓｉｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｃｏｎｓｉｄｅｒｓｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｎｎｏｄｅｅｎｅｒｇｙａｎｄｓｅｎｓｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｆａｃｔｏｒｐｒｏｐｅｒｌｙ，ｉｔｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｉｎｃｌｕｓｔｅｒｈｅａｄｓｅｌｅｃｔｉｏｎａｎｄｄａｔａｆｏｒｗａｒｄｉｎｇａｎｄｉｔｓｎｅｔｗｏｒｋｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｂｉｌｉｔｙａｎｄｐｅｒｆｏｒｍ－ａｎｃｅａｒｅｂｏｔｈｂｅｔｔｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋ；ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ；ｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ；ｅｎｅｒｇ

7、ｙ［４］［５］无线传感器网络（ＷＳＮ）是一种灵活度高、能为平面路由协议和分簇路由协议，平面路由协［６］量有限的网络，在军事国防、生物医疗、环境监测、议中的节点没有层次差异，级别相同；分簇路由交通管理和家庭等各个领域拥有十分广阔的应用前协议将具有某种关联的网络节点划分为簇，每个簇［１－２］景，对人类发展具有十分重要的影响．多数情内有一个簇首和多个簇内成员，根据等级的不同簇况下，传感器网络中节点的供电电源能量有限，因被划分为多层结构，基站与最高层簇