能量高效的农田无线传感器网络拓扑关联路由算法

来源：农业机械学报杂志2015年第8期北京时间：

作者：孙想,吴保国,吴华瑞,缪祎晟,李庆学

单位：北京林业大学;国家农业信息化工程技术研究中心,北京林业大学,国家农业信息化工程技术研究中心;农业部农业信息技术重点开放实验室,国家农业信息化工程技术研究中心;农业部农业信息技术重点开放实验室,国家农业信息化工程技术研究中心;农业部农业信息技术重点开放实验室,

摘要：针对农田无线传感器网络节点分布不均、能量约束严格等特点，提出了一种能量高效的簇头选择方法TBCS-EA，在以剩余能量进行簇头选择的基础上根据节点拓扑位置、拓扑密度等进行加权，使距离sink较近的节点与密集区节点大概率成为簇头，提高成簇能量使用效率。针对现有成簇算法频繁进行簇头选举，算法开销大等问题，提出了一种能量逼近式簇头轮换机制，节点连续担任簇头并以某一目标进行能量逼近，在达到逼近目标后进行根据簇内信息指定新簇头，减少簇头选择的次数与协议开销。仿真与实验结果表明，TBCS-EA算法的网络生命周期约为LEACH的2.2倍，CHCS的1.5倍，从节点能量曲线看能耗均衡效果与CHCS相当，明显优于LEACH。结果显示TBCS-EA综合性能较之于现有算法有明显提升。

关键词：农田;无线传感器网络;网络拓扑;路由协议;能耗优化

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61271257)和北京市农林科学院青年科研基金资助项目