一种提高无线传感器网络鲁棒性的方法

贾斌

【摘要】 传感器网络节点是能量受限的节点，节点的能耗以及路由选择是影响传感器网络鲁棒性的重要因素之一。本文提出一种基于能耗预测来确定路由选择的方法，使得剩余能量较低、预测的传输能力较差的节点避开路由传输，避免传输失败引起的网络瘫痪，增强无线传感器网络的鲁棒性。

【关键词】 无线传感器 节点 能量 鲁棒性 预测

一、引言

能量均衡是是延迟无线传感器网络生命周期，增强传感器网络鲁棒性的常用方法，文献[1]提出了一种能量均衡的无线传感器网络生命周期延长策略，通过建模、应用能量均衡协议，使得节点能量分布变得更加均匀，延长节点能量消耗时间。

文献[2]提出了一种延长实时无线传感器网络生命周期的能量平衡路由，使得接收器节点最终得到的数据传输路径可满足路由实时性要求，同时保持网络的全局能量平衡。文献[3]通过延长节点生命周期、以及通过节点功率控制、层次型拓扑控制来延长网络生命周期，从而达到无线传感器网络生命周期最大化。文献[4]中对簇头节点和成员节点的能量消耗进行了数学建模，并且分析了网络的生命周期与检测区域参数之间的关系，进一步导出网络生命周期与簇头能量配置的关系。

上述文献均没有涉及如何根据传感器节点的剩余能量预测该节点在下一周期的传输能力，本文提出一种提高无线传感器网络鲁棒性的方法，可避免剩余能量较低，传输能力较差的节点被选择为路由节点，避免传输失败引起的网络瘫痪，增强无线传感器网络的鲁棒性。

二、节点传输能力预测与路由选择

2.1节点流量统计预测

假设某个中间节点已完成了K次传输，即经过了K个传输周期，该节点计算发送单位数据流量所消耗的能量et，接收单位数据流量所消耗的能量为er。

如果Enext ， consume≤Eremain <2Enext ， consume，则表示该中间节点有能力完成下一周期的传输任务，但可能不能完成下一周期后的再次传输。

如果Eremain

2.3节点传输能力通告

中间节点将自身的传输能力信息通告给自己的邻居节点，在通告信息中表明自身是否可能完成下一次的传输任务，这样，其他节点在接收到该中间节点的通告消息后，根据该节点通告的能力信息，可确定是否需要选择该中间节点作为下一跳的路由节点，可避免该中间节点被选择为路由节点但却不能完成传输任务而导致网络瘫痪，从而延长了网络的生命周期。

三、小结

本文提出了一种无线传感器网络中根据预测的节点能量来评估节点下一周期的传输能力，并将传输能力通告给其周围的邻居节点，以避免选择能量较低、传输能力较差的节点作为路由节点而导致传输任务失败、引用网络瘫痪，从而增强了无线传感器网络的鲁棒性。

参 考 文 献

[1]陈阳，雍岐山，陆思锡，向东.基于能量均衡的无线传感器网络生命周期延长策略[J].后勤工程学院学报，2013，29（4）：86-90.

[2]赵保华，李培龙，高存皓，周颢.延长实时无线传感器网络生命周期的能量平衡路由[J].西安交通大学学报，2007，41（10）：1137-1141.

[3] 唐淑兰.无线传感器网络生命周期最大化研究[J].信息技术与标准化，2009，（7）：50-52.

[4]张瑞华，贾智平，袁东风.异构无线传感器网络的生命周期[J].吉林大学学报，2008，38（5）：1136-1140.