發(fā)布時(shí)間：2021-04-15 22:25

　　在地下環(huán)境中磁感應(yīng)通信技術(shù)充滿前景。但磁感應(yīng)傳感網(wǎng)絡(luò)在地下環(huán)境中因?yàn)槁窂綋p耗的特性導(dǎo)致能耗過高系統(tǒng)性能不穩(wěn)定。本文針對(duì)這個(gè)問題,提出了一個(gè)基于改進(jìn)型LEACH算法的分簇路由算法,結(jié)合節(jié)點(diǎn)的能量與能耗距離綜合考慮通信方式。通過仿真分析、理論推導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)對(duì)比得出,該算法對(duì)于地下無線磁感應(yīng)傳感網(wǎng)絡(luò)的性能有一定的提升作用。 

【文章來源】：廣播電視網(wǎng)絡(luò). 2020,27(08)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

二維無線多節(jié)點(diǎn)通信系統(tǒng)

圖1 二維無線多節(jié)點(diǎn)通信系統(tǒng)將MI通信系統(tǒng)與電磁波通信系統(tǒng)在地下環(huán)境中的路徑損耗進(jìn)行比較，使用MATLAB平臺(tái)仿真，地下介質(zhì)中的磁導(dǎo)率μ=4π×10-7[H/m],at=ar=0.01[m],Nt=Nr=10，結(jié)果如圖4所示。由圖4中可以看出對(duì)于電磁波通信傳輸介質(zhì)的變化對(duì)于路徑損耗的影響較大，這是因?yàn)棣梁挺聝蓚�(gè)參數(shù)主要由環(huán)境介質(zhì)的成分決定[9]，當(dāng)土壤中含水量增大時(shí)，路徑損耗也隨著增大，而MI信號(hào)則基本不受環(huán)境介質(zhì)的影響，所以MI信號(hào)更適合用于地下無線傳感網(wǎng)絡(luò)。

在地下無線磁感應(yīng)傳感網(wǎng)絡(luò)中，首先節(jié)點(diǎn)的能量是有限的，要對(duì)深埋在地下的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行充電相當(dāng)麻煩，所以整個(gè)系統(tǒng)的能耗問題是我們首要考慮的。其次，MI通信是通過準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)耦合進(jìn)行，雖然在磁場(chǎng)的有效范圍內(nèi)信號(hào)衰落較小，但超出一個(gè)特定的距離后MI信號(hào)會(huì)劇烈衰減，如果將傳感器節(jié)點(diǎn)分簇，讓簇中的節(jié)點(diǎn)先將信息傳輸?shù)捷^近的簇頭，再由簇頭把信息傳輸給基站將會(huì)大大減少，因?yàn)槁窂綋p耗造成的系統(tǒng)能耗。因此，本文提出了一個(gè)綜合考慮傳感器節(jié)點(diǎn)剩余能量和能耗距離的改進(jìn)型LEACH路由算法。標(biāo)準(zhǔn)的LEACH算法如圖5中的公式（4）所示。其中，n表示節(jié)點(diǎn)的編號(hào)，p表示簇頭數(shù)占總節(jié)點(diǎn)數(shù)的概率，r表示當(dāng)前地下無線網(wǎng)絡(luò)工作的輪數(shù)。在基于LEACH算法的地下無線磁感應(yīng)傳感系統(tǒng)工作的過程中，節(jié)點(diǎn)首先生成一個(gè)隨機(jī)數(shù)，如果這個(gè)隨機(jī)數(shù)小于T(n），那么就表示節(jié)點(diǎn)被選為簇頭。在系統(tǒng)工作的周期中，一旦節(jié)點(diǎn)被選為簇頭后，就要向整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)廣播信息，被劃分到相應(yīng)簇的節(jié)點(diǎn)加入到簇中并向簇頭發(fā)送信息，完成整個(gè)簇的建立[8]。


本文編號(hào)：3140194