优化WSNs非均匀分簇协议：解决热区能耗问题

本文主要探讨了论文《一种能量优化WSNs非均匀分簇路由协议》(Energy Optimized Uneven Clustering Routing protocol, EOUCR)，发表在《计算机工程与应用》杂志2015年第51卷第15期。该研究针对无线传感器网络(WSN)中的“热区”问题进行深入研究，这些问题常常出现在靠近汇聚点(SINK)的区域，由于节点密集和通信量过大导致能耗过高，从而缩短网络寿命。 WSN的特点是节点通常依赖电池供电，能量有限，因此优化网络的能量管理和路由策略至关重要。传统的多跳路由算法虽能实现数据传输，但易导致“热区”现象，即某些区域因承担过多的数据转发而过早耗尽能源。为解决这一问题，EOUCR设计了一个新的路由协议，其核心思想是通过非均匀分簇策略来优化能量利用。 在EOUCR中，簇头的选择不仅考虑了候选簇头自身的剩余能量，还结合了邻居节点的平均剩余能量以及候选簇头与SINK节点的距离。这样可以确保簇头的分布更加均衡，减轻“热区”的负担。此外，协议在确定簇头竞争半径时，充分考虑了成簇过程中的能耗，旨在减少簇头轮换次数，进一步降低整体能耗。 EOUCR通过引入根节点，使得靠近SINK的簇头可以选择性地将数据直接或通过中继节点发送给根节点，而不是直接转发所有消息，从而避免了EEUC协议中能耗大且不均衡的问题。这种设计有助于减少临近SINK区域的通信压力，延长网络的生存周期。 仿真实验结果显示，EOUCR在节能、均衡网络负载以及提高网络生命周期方面表现出显著的优势。通过优化的路由策略，网络内的能量消耗得到了有效管理，使得传感器节点能在更长的时间内维持正常工作，这对于能源受限的WSN来说具有实际意义。 这篇论文提供了对于无线传感器网络中能源管理和路由策略的一个创新解决方案，对提升WSN的稳定性和效率具有重要的理论和实践价值。