一种能量均衡的多sink无线传感器网络分簇路由算法

"无线传感器网络能量均衡的多sink分簇路由算法" 无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSNs）是分布式感知环境的关键技术，由大量小型、低功耗的传感器节点构成，用于监测和传输环境或特定区域的数据。由于传感器节点的能量限制，其能源管理成为设计高效路由协议的核心挑战。在WSNs中，节点的能量消耗主要发生在数据采集、处理和通信过程中，一旦节点耗尽能量，整个网络的连通性和性能可能会受到严重影响。 为了提高网络的能效和生命周期，研究人员提出了多种策略，其中一种是分簇路由协议。分簇路由通过将网络节点组织成若干个簇，每个簇由一个簇头（Cluster Head, CH）负责收集本簇内节点的数据，并将其转发到sink节点。这种方法可以减少节点间的直接通信，从而降低能量消耗。 本文提出的能量均衡的多sink分簇路由算法（Energy Balanced Multi-sink Clustering Routing, EBMCR）旨在解决单sink架构下能量不均衡的问题。在传统的单sink网络中，所有数据通常都通过单一路径传输到sink，导致靠近sink的节点过早耗尽能量。EBMCR算法引入了多sink的概念，使得数据可以通过多条路径传输，减轻了某些节点的负担，从而实现能量均衡。 在簇头选择阶段，EBMCR算法考虑了节点的剩余能量和距离sink的远近。选择能量相对充足且位置适中的节点作为簇头，以减少簇头的能耗。此外，簇内的数据传输采用多跳方式，进一步分散了能量消耗。 在簇间通信阶段，算法依据路径能量消耗、路径上节点的最小剩余能量以及到sink的跳数来确定最佳路径。这样的路径选择策略旨在确保能量的均衡分配，同时保证数据的有效传输。 通过仿真结果，EBMCR算法展示了其在网络能量均衡和延长网络生命周期方面的优越性。它不仅可以有效地降低节点能耗的不均衡性，还能提高整体网络的生存时间。这为大规模、长期运行的WSNs提供了一个潜在的解决方案。 这项工作得到了多项国家级和省市级项目的资助，反映了在无线传感器网络领域的深度研究和对能量效率问题的关注。同时，作者们的研究领域涵盖无线传感器网络、物联网、智能系统等多个方面，表明了该领域的跨学科性质和广泛的应用前景。