无线传感器网络查询式分簇路由算法探究

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1、无线传感器网络查询式分簇路由算法探究　　摘要：为避免LEACH算法因远端节点与汇聚节点长距离通信能耗过大而提前死亡的弊端，提出一种查询式多路径分簇路由算法——QMR?LEACH算法，该算法按需对监测区域进行查询，由查询所在簇的簇头对查询进行响应，在数据回传过程中引入节点剩余能量、传输消耗能量和跳数等参数，选取最优路径完成数据转发工作。计算机仿真结果表明，所提出算法可以根据节点剩余能量、传输能耗和跳数等参数自适应的选择一条最优路径或以单跳形式转发数据，能够有效地延长节点和整个网络的生命周期，并降低了数据丢失率。关键词：无线传感器网络；

2、路由协议；多路径；查询式中图分类号：TN711?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2013）15?0036?05Researchonquery?basedclusteringroutingalgorithmforwirelesssensornetworksZHANGChi，XINYun?hong（SchoolofPhysicsandInformationTechnology，ShaanxiNormalUniversity，Xi’an710062，China）Abstract：Aquery?basedmulti?hopc

3、lustering13routingalgorithm（QMR?LEACHalgorithm），whichqueriesthemonitoringareaaccordingtothedemandandresponsesthequerybythecluster?head，isproposedtoavoidthedisadvantagethatthelong?distancecommunicationbetweenremotenodeandthesinknodecouldleadtoprematuredeathofLEACHalgori

4、thmbecauseofmuchenergyconsumption.Duringtheprocessofdatapassback，theparameterssuchasnoderesidualenergy，transmissionenergyconsumptionandhopcountareledinthealgorithm，andaoptimalpathischosentocompletethedataforwarding.ThecomputersimulationresultsshowthattheQMR?LEACHalgori

5、thmcanadaptivelyselectanoptimalpathaccordingtotheparametersofresidualenergy，transferenergyconsumptionandhop，ortransmitthedatainsinglehopform，itcaneffectivelyextendthelifecycleofnodesandtheentirenetwork，andalsocanreducethedatalossrate.Keywords：wirelesssensornetwork；rout

6、ingprotocol；multipath；querymethod0引言13无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，WSN）是继因特网之后，对21世纪人类生活方式产生重大影响的热点技术之一。传感器节点常常被投放在条件恶劣的环境或场景中，往往是人们无法涉足的地域，节点的能量补给、电源更换是无法完成的，所以无线传感器网络路由协议的设计，对其本身而言意义重大[1]。路由协议的主要功能是在源节点和目的节点间建立优化路径，并将人们所关心的感知数据沿着优化路径进行转发[2]。路由协议是否高效节能会对网络的整体质量造成一定程度

7、的影响，例如减少网络拥塞、节省网络带宽、降低数据冲撞、均衡网络流量和延长网络生命周期等，而对无线传感器网络而言，由于节点能量的严格受限，一个高效节能的路由协议更是提高整体网络性能的关键技术。13目前，按网络管理的逻辑结构划分的无线传感器网络路由协议分为平面路由和分层次路由两类[3?4]，其中分层路由协议更适合无线传感器网络，已成为当前国内外无线传感器网络方面研究的热点之一，但这类方法仍存在许多不足，需要进一步研究和待改进。因此，本文在LEACH协议的基础上提出了查询式多路径分簇路由协议QMR?LEACH，其思想是根据需求由汇聚节点发

8、出查询指令，被查询的簇头进行响应，通过判断与汇聚节点之间的距离关系决定以单跳或多跳方式[5?6]进行通信，若选择多跳方式，则根据节点剩余能量、消耗能量和跳数等参数确定一条最优路径。该方法利用多跳的通信方式可将能量消耗分摊在路径节点上，