基于模糊理论的无线传感器网络多层分簇式路由算法.pdf

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1、第27卷第7期传感技术学报Vo1．27No．72014年7月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSEficientMulti-LayerRoutingProtocolforWirelessSensorNetworksthroughFuzzyLogicBasedClusteringMechanismLUYafang，YIKefu，FENGXu，WANJiangwen(SchoolofInstrumentationScienceandOpto—ElectronicsEngi

2、neering，BeihangUniversity，Beijing100191，China)Abstract：Inordertoreducetheenergyconsumptionandprolongthenetworklifetimeofwirelesssensornetworks(WSNs)，aneficientmulti—layerroutingprotocolthroughfuzzylogicbasedclusteringmechanism(MLFC)forWSNsisproposed．The

3、MLFCmainlyincludesthreesteps．First，thenetworkisdividedintoseverallayersbasedonthere．1ationshipbetweencommunicationdistanceandenergy．Second，clusterheadersareelectedamonglayersthroughfuzzylogicaccordingtonode’Sremainingenergy，distributiondensityandconcent

4、ration．Nodesjointheclusterformedbythenearestclusterheaders．Third，datapacketsaretransmittedtothebasestationlayerbylayer．Amulti—hoproutingisconstructed．ExperimentresultsshowthattheMLFCisofbenefittobalancethenodesenergyconsumptionandachievesanevidentimprov

5、ementofnetworklifetime．Keywords：wirelesssensornetworks；routingprotocol；fuzzylogic；clusteringEEACC：7230doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2014．07．015基于模糊理论的无线传感器网络多层分簇式路由算法冰陆亚芳，易可夫，冯绪，万江文(北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191)摘要：为了进一步降低无线传感器网络的能量消耗，延长网络寿命，提出一种基于模糊理论的多层

6、分簇式路由算法(MLFC)。新算法根据通信距离与能量的相关性将网络划分为多层，采用模糊算法根据节点的能量、分布密度和中心度在每层中选出多个簇头，其余节点分别加入同层中距离最近簇头形成的簇，簇头逐层传递数据，建立起自组多跳路由。仿真实验结果表明，多层分簇式路由算法可以更好地均衡无线传感器网络各节点的负载，能明显提高节点的生命周期，延长网络寿命。关键词：无线传感器网络；路由算法；模糊理论；分簇中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1004-1699(2014)07-0933-06无线传感器网络WS

7、Ns(WirelessSensor对均衡地消耗能量。但是，由于LEACH算法中簇Networks)是由大量具有感知、计算和通信能力的微头采用单跳方式与基站BS(BaseStation)通信，距离型传感器节点通过自组织方式构成的无线网络。它基站远的节点会不可避免地过度消耗能量。HEED已经开始在环境监测、智慧城市、精细农业等众多领协议根据主次参数均匀选择簇头以均衡节点的域发挥重要作用。WSNs的传感器节点一般是由电通信负载，采用多跳方式与基站通信，克服了量有限的电池供电，降低能量消耗是WSNs的关键LE

8、ACH协议单跳通信方式带来的距离基站远的节问题之一，当前仍然是研究的热点。点能量消耗过快的问题。但是，多跳路由会使距离合适的网络通信路由是降低WSNs能量消耗的BS近的簇头因大量转发远距离簇头信息而过快消有效途径之一，目前已经有一些旨在降低能耗的分耗能量。为解决上述问题，EEUCl71、DEBUC、簇式路由算法¨发表。LEACH算法⋯是最早提UCDP_9等算法采用非均匀分簇方式，减少靠近BS出来的分簇式路由协议，它采用轮循环方式，各节点的簇的通信半径，减