论文摘要
无线传感器网络是由一组传感器以Ad Hoc方式构成的无线网络,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖地理区域中感知对象的信息并发送给用户。无线传感器网络具有自身的特点:节点能量受限,节能性要求高;以数据为中心、非端到端的通信模式;数据高度冗余;节点分布密集的无线多跳传输;多用户、多任务的并发操作。现有无线传感器网络研究大都假定基于单一的“尽力而为”数据传输服务模型。但是随着研究和应用的不断深入,不同的业务对网络的服务质量提出了不同的要求。因此,要求无线传感器网络能够提供针对不同业务的服务质量保证以满足不同业务的需求,成为当前无线传感器网络领域内亟待研究的课题。本文首先提出了一种基于节点剩余能量来选择转发节点的改进的无线传感器网络定向扩散算法（Residual Energy-based DirectedDiffusion,REDD）。该算法根据传感器节点到Sink节点的跳数信息建立最小跳数场。在建立最小跳数场的过程中,每个节点分别用两个数组NeighbourLow和NeighbourHigh保存节点跳数比自己小一和节点跳数比自己大一的邻居节点,同时,记录邻居节点的剩余能量信息。在转发数据包之前,估算转发该数据包所需的能量并和NeighborLow中邻居节点的剩余能量进行比较,选择剩余能量足够的邻居节点作为转发节点。转发数据包的同时,将自己的剩余能量信息发送给NeighborHigh中的邻居节点,以便及时更新剩余能量信息。然后,在上述算法的基础上,针对无线传感器网络中不同等级业务在传输过程中对QoS的不同要求,提出了一种适合无线传感器网络中不同业务的区分服务算法—EMHNS。在该算法中,数据包路由时以QoS参数和剩余节点能量作为路径选择依据,采用按业务类型处理的策略,既能满足实时数据对QoS的要求,又可以保证转发尽力而为数据时整个网络的能耗均衡。最后,采用了OMNET++仿真平台进行仿真,仿真结果表明,与定向扩散算法相比,该算法能降低实时业务的端对端延时,在提高网络生存期和提供差别服务方面表现出很好的性能。