多Sink节点协议优化煤矿巷道WSN路由与能耗降低

本文主要探讨了煤矿巷道无线传感器网络中的一个重要问题，即传统的单Sink节点架构在长带状结构的巷道应用中所面临的挑战。当传感器节点位于巷道深处，距离Sink节点较远时，数据传输效率和实时性可能会受到影响。为解决这一问题，作者提出了基于多Sink节点的无线传感器网络路由协议。 该协议的核心思想是引入多Sink节点的概念，这有助于分散数据处理和传输的压力，提高网络的连通性和稳定性。通过非均匀成簇技术，传感器节点可以根据其位置和资源情况自动组织成不同的簇，每个簇由一个簇首节点负责，这样可以实现更有效的数据传输路径和功率管理。 协议的关键组成部分包括基于多Sink节点的功率控制算法，它能够动态调整各个Sink节点的发射功率，以适应不同区域的信号强度需求，减少能量消耗。同时，非均匀竞争半径的计算也是一项关键优化，确保了网络中的节点能够合理竞争资源，避免了过度竞争导致的能源浪费。 通过仿真结果，研究者证明了该路由协议在连通度、延迟和网络生存期方面表现出明显的优势。连接性增强意味着数据传输更加可靠，而较低的延迟确保了实时性，这对于煤矿安全监控至关重要。此外，通过优化功率控制和簇结构，整体能耗显著降低，进一步延长了网络的生命周期。 本文的贡献在于提供了一种新的路由策略，旨在提升煤矿巷道无线传感器网络的性能，提高数据采集和传输的效率，从而保障煤矿作业的安全和效率。这项研究对于实际的煤矿监控系统设计具有重要的理论和实践意义。