為了均衡無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的能量消耗問題,延長網(wǎng)絡(luò)的生存時間,提出了一種基于Agent自信度的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多跳路由協(xié)議。該協(xié)議引入節(jié)點剩余能量、初始能量和節(jié)點的自信度來調(diào)節(jié)傳感器節(jié)點隨機數(shù)的大小。簇間通信時,綜合考慮簇頭節(jié)點的剩余能量,簇頭節(jié)點距離Sink節(jié)點的距離,簇頭節(jié)點的自信度3個因素,簇頭節(jié)點和Sink節(jié)點之間使用單跳和多跳相結(jié)合的傳輸方式。每次重選簇頭前都動態(tài)的修改節(jié)點的自信度。通過實驗表明,相較于LEACH協(xié)議和ASCH協(xié)議,提出的協(xié)議能夠很好的延長網(wǎng)絡(luò)的壽命。 

【文章來源】：傳感技術(shù)學(xué)報. 2017年01期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

存活節(jié)點數(shù)示意圖

第1期簡玉梅，張韓飛等:一種基于Agent自信度的簇間多跳路由協(xié)議圖3為網(wǎng)絡(luò)剩余存活節(jié)點情況。LEACH在第943輪時出現(xiàn)死亡節(jié)點，ASCH協(xié)議在950輪出現(xiàn)死亡節(jié)點，相同條件下EACMＲA算法死亡節(jié)點出現(xiàn)在第1533輪，EACMＲA算法從節(jié)點死亡到全部死亡的時間都往后延續(xù)了，而LEACH和ASCH算法節(jié)點死亡發(fā)生比較集中，這主要是因為在簇頭選擇時容易出現(xiàn)簇頭節(jié)點集中在網(wǎng)絡(luò)某一區(qū)域的現(xiàn)象，導(dǎo)致該區(qū)域的節(jié)點在很短的時間內(nèi)能耗過高，逐漸死亡，后面選擇出來的簇頭將會出現(xiàn)遠離Sink節(jié)點的節(jié)點作為簇頭，這樣在傳輸過程中能耗大，節(jié)點死亡快。改進協(xié)議EACMＲA優(yōu)于LEACH協(xié)議和ASCH協(xié)議的地方在于在簇頭選擇過程中加入了其他元素，避免了簇頭節(jié)點集中的情況。圖3存活節(jié)點數(shù)示意圖圖4網(wǎng)絡(luò)剩余能量統(tǒng)計圖3．2剩余能量比較圖4為網(wǎng)絡(luò)的剩余能量示意圖。雖然引入Agent的自信度，在每次計算通信代價時會帶來了一定量的計算開銷，但EACMＲA算法節(jié)點總能量消耗速率低于LEACH算法和ASCH算法。EACMＲA算法優(yōu)勢在于選擇候選簇頭時，隨時更新節(jié)點的自信度，緩解了LEACH在選擇候選簇頭時的盲目性，減少了由于隨機選擇的簇頭節(jié)點最終不能成功傳輸數(shù)據(jù)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)重傳，和二次選擇簇頭節(jié)點的通信開銷。由于數(shù)據(jù)傳輸失敗導(dǎo)致的簇頭節(jié)點再次選擇，以及數(shù)據(jù)傳輸帶來的能量消耗將遠遠大于每次簇頭節(jié)點進行自身自信度修改的通信代價。圖4中，LEACH算法和ASCH算法在1500輪之前能量消耗情況基本相同，而EACMＲA算法剩余能量明顯高，這主要是由于EACMＲA算法中減少了簇頭節(jié)點的重新選擇，進而減少能量消耗。文獻［12］的CHCI算法和EACMＲA算法有著類似的思想，CHCI算法在選擇主要簇頭后，在每個簇里再進行一次次要簇頭選擇，以此來降低多次選擇簇頭的能耗，但是次?

第1期簡玉梅，張韓飛等:一種基于Agent自信度的簇間多跳路由協(xié)議圖3為網(wǎng)絡(luò)剩余存活節(jié)點情況。LEACH在第943輪時出現(xiàn)死亡節(jié)點，ASCH協(xié)議在950輪出現(xiàn)死亡節(jié)點，相同條件下EACMＲA算法死亡節(jié)點出現(xiàn)在第1533輪，EACMＲA算法從節(jié)點死亡到全部死亡的時間都往后延續(xù)了，而LEACH和ASCH算法節(jié)點死亡發(fā)生比較集中，這主要是因為在簇頭選擇時容易出現(xiàn)簇頭節(jié)點集中在網(wǎng)絡(luò)某一區(qū)域的現(xiàn)象，導(dǎo)致該區(qū)域的節(jié)點在很短的時間內(nèi)能耗過高，逐漸死亡，后面選擇出來的簇頭將會出現(xiàn)遠離Sink節(jié)點的節(jié)點作為簇頭，這樣在傳輸過程中能耗大，節(jié)點死亡快。改進協(xié)議EACMＲA優(yōu)于LEACH協(xié)議和ASCH協(xié)議的地方在于在簇頭選擇過程中加入了其他元素，避免了簇頭節(jié)點集中的情況。圖3存活節(jié)點數(shù)示意圖圖4網(wǎng)絡(luò)剩余能量統(tǒng)計圖3．2剩余能量比較圖4為網(wǎng)絡(luò)的剩余能量示意圖。雖然引入Agent的自信度，在每次計算通信代價時會帶來了一定量的計算開銷，但EACMＲA算法節(jié)點總能量消耗速率低于LEACH算法和ASCH算法。EACMＲA算法優(yōu)勢在于選擇候選簇頭時，隨時更新節(jié)點的自信度，緩解了LEACH在選擇候選簇頭時的盲目性，減少了由于隨機選擇的簇頭節(jié)點最終不能成功傳輸數(shù)據(jù)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)重傳，和二次選擇簇頭節(jié)點的通信開銷。由于數(shù)據(jù)傳輸失敗導(dǎo)致的簇頭節(jié)點再次選擇，以及數(shù)據(jù)傳輸帶來的能量消耗將遠遠大于每次簇頭節(jié)點進行自身自信度修改的通信代價。圖4中，LEACH算法和ASCH算法在1500輪之前能量消耗情況基本相同，而EACMＲA算法剩余能量明顯高，這主要是由于EACMＲA算法中減少了簇頭節(jié)點的重新選擇，進而減少能量消耗。文獻［12］的CHCI算法和EACMＲA算法有著類似的思想，CHCI算法在選擇主要簇頭后，在每個簇里再進行一次次要簇頭選擇，以此來降低多次選擇簇頭的能耗，但是次?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于簇頭分級的改進非均勻分簇算法[J]. 康琳,董增壽.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2015(12)
[2]改進的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非均勻分簇路由算法[J]. 張文梅,廖福保.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2015(05)
[3]基于簇頭功能分化的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)成簇算法[J]. 陳東海,李長庚.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2015(02)
[4]一種能量高效的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非均勻分簇路由協(xié)議[J]. 彭鐸,黎鎖平,楊喜娟.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2014(12)
[5]一種基于LEACH協(xié)議改進的簇間多跳路由協(xié)議[J]. 陳炳才,么華卓,楊明川,李寶君,赫凌超.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2014(03)
[6]基于動態(tài)分區(qū)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非均勻成簇路由協(xié)議[J]. 孫彥清,彭艦,劉唐,陳曉海.  通信學(xué)報. 2014(01)
[7]一種能耗均衡的WSN分簇路由協(xié)議[J]. 李建洲,王海濤,陶安.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2013(03)
[8]一種改進的簇頭成鏈路由協(xié)議[J]. 常鐵原,王彤,朱桂峰.  計算機工程. 2012(03)
[9]一種改進的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)LEACH算法[J]. 李悅,孫力娟,王汝傳,黃海平.  計算機研究與發(fā)展. 2011(S2)
[10]基于LEACH協(xié)議的助理簇頭分簇算法[J]. 龍際珍,陳沅濤,鄧冬梅,李斌,李芳.  計算機工程. 2011(07)



本文編號：2935828