基于最小能耗的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )路由算法
加入技術(shù)交流群
無(wú)線(xiàn)通信模塊存在發(fā)送、接收、空閑和睡眠4種狀態(tài)。無(wú)線(xiàn)通信模塊在空閑狀態(tài)一直監聽(tīng)無(wú)線(xiàn)信道的使用情況，檢查是否有數據發(fā)送給自己，而在睡眠狀態(tài)則關(guān)閉通信模塊。從圖2中可看到，無(wú)線(xiàn)通信模塊在發(fā)送狀態(tài)的能量消耗最大，在空閑狀態(tài)和接收狀態(tài)的能量消耗接近，略少于發(fā)送狀態(tài)的能量消耗，在睡眠狀態(tài)的能量消耗最少。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/161585.htm
1．2 LEACH路由協(xié)議分析
最早的分簇路由協(xié)議是由Wendi等三人在2000年提出的LEACH算法，全稱(chēng)為“低功耗自適應集簇分層型協(xié)議”。LEACH算法的每一輪操作分為兩個(gè)運行階段：簇建立階段和簇穩定運行階段。由于簇建立階段是屬于額外的通信需求，所以穩定運行的持續時(shí)間要遠大于建立階段持續的時(shí)間。
在簇建立階段，傳感器節點(diǎn)隨機生成一個(gè)0，1之間的隨機數，并且與閾值T(n)做比較，如果小于該閾值，則該節點(diǎn)就會(huì )當選為簇首。T(n)按照下面公式計算：
式中：P為節點(diǎn)成為簇首節點(diǎn)的百分數；r為當前輪數；G為在這一輪中未當選簇首的節點(diǎn)集合。
簇首節點(diǎn)選定后，廣播自己成為簇首的消息，節點(diǎn)根據接收到的消息的強度決定加入哪個(gè)簇，并告知相應的簇首，完成簇的建立過(guò)程。然后，簇首節點(diǎn)采用TDMA的方式，為簇內成員分配傳送數據的時(shí)隙。以上LEACH算法存在一個(gè)很大的缺陷，即協(xié)議沒(méi)有說(shuō)明蔟首節點(diǎn)的數目怎么分布才能遍及于整個(gè)網(wǎng)絡(luò )。因此，很可能出現被選的簇首節點(diǎn)集中在網(wǎng)絡(luò )某一區域的現象，這樣就會(huì )使得一些節點(diǎn)的周?chē)鷽](méi)有任何簇首節點(diǎn)。同時(shí)，由于簇首節點(diǎn)是隨機選擇的，有可能出現某個(gè)節點(diǎn)剩余能量過(guò)低而不能成為簇首節點(diǎn)，從而導致網(wǎng)絡(luò )失效。
2 基于最小能耗的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )路由算法
2．1 算法拓撲結構
圖3所示為無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )路由算法的拓撲結構。整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的節點(diǎn)被分為匯聚節點(diǎn)、簇首節點(diǎn)和普通節點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò )由若干個(gè)子區域組成，子區域自主產(chǎn)生簇首節點(diǎn)，區域內的其他節點(diǎn)和簇首節點(diǎn)通信并通過(guò)簇首節點(diǎn)將數據傳輸給匯聚節點(diǎn)。
評論