一种基于树均匀分簇的WSNs节能路由协议.pdf

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1、2011年第3O卷第5期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)47一种基于树均匀分簇的WSNs节能路由协议邓仲芬,石为人,黄河,何筱(重庆大学自动化学院,重庆400030)摘要:针对无线传感器网络(WSNs)典型分簇LEACH算法簇首分布不均和簇首与基站一跳通信能耗大的问题,提出一种基于树均匀分簇的节能路由协议(EUCR)。基于节点接收信号强度与自身剩余能量的乘积及网络连通度选取簇首,计算簇首间的合理距离,使网络均匀分簇;基于跳数与簇首当前剩余能量构造簇间优化路由树。在OMN

2、eT++中对EUCR进行仿真对比分析。仿真结果表明:与LEACH相比,EUCR协议簇首分布更均匀,提高了簇的负载平衡程度,节省了节点能量,延长了网络生命周期。关键词:无线传感器网络;LEACH;均匀分簇;节能;负载平衡中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1000-9787(2011)05-0047-04▲⋯·●n·l·●·■Anenergy-ellicientunlIOrmtree-clusteringr0Uting’protocolforWSNsDENGZhong—fen,SHIWei—ren,HUANGHe,HE

3、Xiao(SchoolofAutomation,ChongqingUniversity,Chongqing400030,China)Abstract:LEACH,asatraditionalroutingprotocolinwirelesssensornetworks,hassomedisadvantages,includingunevendistributionofclusterheadsandgreatenergyconsumptiontocommunicatewithbasestationinonehop.Accordi

4、ngtothesedisadvantages,anenergy—eficientuniformtree—clusteringrouting(EUCR)protocolisproposed.InEUCR,aclusterheadisselected,basedontheproductofreceivedsignalstrengthbynodeanditsremainedenergyandnetworkconnectivity.Calculationofsuitabledistancebetweenclusterheadsmade

5、evenclusterdistributioninnetwork.Optimizingroutingtreeofclusterheadsisestablishedbasedonhopnumbersanditsremainedenergy.EUCRissimulatedinOMNeT++.TheresultsshowthatcomparedwithLEACH.EUCRmakesclusterdistributionmoreeven,enhancesthedegreeofloadbalancing,savesenergyandpr

6、olongsthelifetimeofnetwork.Keywords:wirelesssensornetworks(WSNs);LEACH;uniformclustering;energy—eficient;loadbalancing0引言式数据聚合与传输方式。无线传感器网络(wirelesssensornetworks,WSNs)是由本文从节能、分簇均匀性及能量与负载均衡出发,提出大量具有无线通信与计算能力的传感器节点构成的、能根一种新的WSNs路由协议。它确保了网络最优簇首数目与据环境自主完成指定任务的自组织网络系统。W

7、SNs因簇首均匀分布;簇内与簇间两级优化路由树结构减少了能其应用场合不同而有多种不同的路由协议,典型的有Gos—耗。siping,SPINf,DD[。等平面路由;LEACH,PEGASIS[,1网络模型TEEN6等分层路由。典型路由有其优缺点,节能性都不1.1具体的网络模型佳。基于典型路由改进的路由算法甚多:通过找出LEACH节点随机散布于某正方形区域,基站唯一且固定在区负载不均衡原因提出的LB—LEACH协议;针对WSNs多域外的某个位置;节点由电池供电,部署后位置不变;所有跳路由能耗不均提出的EER节能路由模型;针对节点具

8、有相同结构和数据融合的功能,有唯一ID号;节点LEACH簇内通信能耗不均与簇覆盖区域重叠问题提出的无线发射功率可调控;节点能以单跳或多跳方式与基站通LEACH—UD算法;高效节能CCR协议,在簇内采用链信,且链路对称。收稿日期:2010-09-03基金项目:国家水体污染控制与

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