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实时监测的混合式无线传感器网络多路径路由研究杨 玺 刘少强 樊晓平 瞿志华


  摘要:在考虑节点从环境获取能量的基础上,提出了一种用于实时监测的混合无线传感器网络的多路径路由算法。分析了货运列车脱轨车载式无线监测这类实时监测的混合式无线传感器网络系统的应用需求,在设计路由协议时根据节能和传输延时来选择路由。节点通过环境振动采集能量的同时对其能量水平进行等级划分,将传输的数据划分为不同的优先级,每个节点根据自身的能量水平对不同优先级的数据包采用不同的路由策略。仿真实验表明,该路由算法在满足了网络应用需求的基础上具有节能特性,并缩短了传输延时。

  关键词:无线传感器网络; 能量采集; 列车脱轨; 数据优先级; 传输延时

  中图分类号:TP393文献标志码:A

  文章编号:1001-3695(2008)04-1237-03

  0引言

  无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观察者。WSN虽然与无线自组织网(Ad hoc wireless network)有相似之处,但同时也存在很大差别:a)WSN的节点数目更为庞大,节点易出现故障;b)在通常情况下,大多数传感器节点是固定不变的,造成网络拓扑结构变化的主要原因是节点的故障/死亡或者环境的干扰;c)传感器节点的能量补给、处理能力、通信能力均十分有限,节点很容易因能量耗尽而死亡[1,2];d)Ad hoc网络主要是为了在移动条件下提供高质量的服务,而WSN则是为了在提供一定服务的条件下尽可能地降低节点能源损耗,提高网络生命周期,所以WSN的路由设计也有其自身的特点;e)不同的应用背景对WSN的要求不同,其硬件平台、软件系统和网络协议必然会有很大的差别,故WSN并没有统一的通信协议平台,在开发传感器网络应用中必须关注传感器网络的差异,只有这样才能设计出高效的目标系统。

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