罗 剑,毕晓东

(浙江经济职业技术学院数字信息技术学院,杭州310018)

无线传感器网络(WSNs),是由随机投放在监测区域内的大量低成本且拥有传感、计算、数据处理和通信能力的微型节点构成的自组织网络,具有部署迅速、实时性强等优点。通过感知、收集和融合目标对象的观测数据,将预处理后的信息发送回基站,扩展了人们洞悉外部世界的能力[1-2]。根据节点计算能力、内存容量、通信带宽和初始能量等的差异,WSNs可以分为同构型WSNs和异构型WSNs。因为外界环境的制约,传感器节点通常由电池供电,自身携带能量有限,无法得到及时补充。仅初始能量不同的节点所组成的能量异构型WSNs在维持网络节点数量不变、降低成本开销的前提下增加了网络能量,特别具有研究价值[3]。

在传感器节点中动态均衡地分配通信和计算负载、从而节约能耗是WSNs路由算法需要解决的关键问题,很大程度决定了整个网络的生命周期[4-5]。分簇路由算法综合考量节点发送、接收数据的固定能耗和跟随传输距离远近改变的发送端无线功放能耗,将网络划分为若干本地簇,簇头消耗额外能量负责从簇成员接收数据并发往基站。分簇结构使得网络整体扩展性良好,相比节点与基站直接通信和节点间最小传输能量路由(MTE)性能更优,已经成为WSNs路由算法的研究重心,得到国内外学者的广泛关注[6]。LEACH算法是最早提出的WSNs分簇路由算法,利用合适的阈值概率公式,保持网络节点在运行周期内的各个轮次拥有同样的竞争簇头概率以平衡节点间能耗,但该算法只适用于节点初始能量相同的WSNs[7]。……