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无线传感器网络是一种全新的信息获取和信息处理、传输技术,能够实时监测、感知和采集环境或监测对象的信息并对其进行处理,将信息传送到用户。在军事、环境、医学、空间探索以及工业、民用和家庭网络等领域具有广泛地应用前景。科学家预言传感器网络将成为新世纪人们生活的重要组成部分。传感器网络主要使用无线电技术进行通信,与传统的无线网络不同,因为它们通常运行在人无法接近的恶劣甚至危险的远程环境中,电池无法进行充电,设计有效的协议及算法延长网络的生存周期成为无线传感器网络的核心问题。因此目前的无线网络、自组网络以及蓝牙网络的协议理论不适合于传感器网络,针对传感器网络应用模型、协议及算法的研究成为当今研究的热点问题。
本文共分6章。第1章主要回顾了无线传感网络的概念,按照网络、节点、协议栈的顺序分析了无线传感网络的体系结构,从应用的角度比较了它与其它无线网络的不同,总结了无线传感网络的特征,最后介绍了无线传感网络的应用场合,以及面临的技术难点和挑战。第2章主要就现有的无线传感网络的各种路由协议和算法进行了对比和分析,总结了无线传感网络路由协议的共同特点以及不同网络路由协议间的不同之处,为后面的深入研究无线传感网络的路由算法奠定了基础。第3章主要阐述了解决无线传感器网络能量消耗不均匀的几种策略,并分析了各种策略的特点。第4章主要针对无线传感器网络中地理位置和能量路由算法可能产生的路由空洞问题,进行了分析,并在原来的算法基础上,针对不足之处,对其进行了改进。第5章主要针对无线传感器网络节点能耗分布不均衡的问题,采用非均匀分布策略部署节点,提出一种新的路由算法,通过仿真实验表明,该路由算法在能量节省、能耗均衡和提高网络生存期方面具有明显的优势,进而能够缓解能量空洞问题。第6章对全文的总结,对无线传感器网络路由技术进一步研究与发展进行了展望。