基于区域分簇的大规模无线传感器网络生命周期优化策略

来源：计算机应用杂志2015年第11期北京时间：

作者：王妍, 章婷婷, 宋知润, 王俊陆, 郭敬玉

单位：1. 辽宁大学 信息学院, 沈阳 110036;2. 东北大学 信息科学与工程学院, 沈阳 110819;3. 国网辽宁省电力有限公司 沈阳供电公司, 沈阳 110000

摘要：针对环境监测、电网冰灾监测等大规模监测系统中监测区域覆盖广、传感器数量大等特性,为节约网络能耗以延长生命周期,提出了一种基于区域分簇的大规模无线传感器网络生命周期优化策略(RCS).该策略首先利用传感器节点的位置信息进行凝聚的层次聚类(AGNES)算法将大规模网络分区以优化簇首的分布;其次,候选簇首节点竞选簇首成功后进行不均匀分簇,同时加入时间阈值来均衡簇首节点的能耗;最后,采用簇间多跳路由,根据节点剩余能量、与汇聚点距离计算网络能耗代价来构建最小生成树进行路由选择.在仿真实验中,该策略与经典的低功耗自适应分簇(LEACH)协议和能量高效的非均匀分簇(EEUC)算法比较,簇首能耗平均分别减少了45.1%和2.4%,网络生命周期分别延长了38%和3.7%.实验结果表明,RCS在大规模网络中能有效均衡整体网络能耗,显著延长了网络的生命周期.

关键词：无线传感器网络,分区,非均匀分簇,最小生成树,生命周期

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61472169,61300233,61472072);国家科技支撑计划项目(2012BAF13B08);国家973预研项目(2014CB360509);辽宁省科学事业公益研究基金资助项目(2015003003);辽宁省科技攻关项目(2012216007).