丁忠祥 杨彦红

(北京印刷学院信息工程学院,北京 102600)

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是由大量静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息,并最终把这些信息发送给网络的所有者[1]。无线传感器节点通常部署在一些危险的或者人们不能轻易抵达的地方,执行环境监测任务,例如化工厂的管道状态监测,森林中的环境监控等,都有着广泛的应用前景[2]。

由于无线传感器节点存储能力、计算能力和传输能力受限,且通常是用微型电池提供能量,面对电池能量有限且运行在恶劣甚至危险的自然环境中能量难以补充的问题,怎样提高网络中节点能量的有效利用率,延长无线传感器网络的生命周期,是非常重要的问题。另外网络中的节点受各种因素的影响,集中式算法往往需要较长的时间去获取网络状态,而分布式的算法具有更好的适应性和可扩展性,因此研究一种分布式的聚类方法,使得节点聚类成簇,减少网络的无线通信次数,兼顾数据传输低延迟的要求,使得网络中传感器节点能耗均衡,达到延长整个网络的生命周期的目的。

LEACH协议是无线传感器网络中经典的聚类协议,在节点内部生成一个随机数与当前的阈值进行比较,实现网络中簇头节点的选择[3]。若随机数小于阈值,则节点成为簇头节点;非簇头节点选择最近的一个簇头节点作为自身簇头;阈值随网络的聚类次数不断变化。……