无线传感器网络连通性研究

Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用

2016，52（11）1引言近年来随着无线通信技术和电子技术的快速发展，短距离多功能传感器的生产成本越来越低，功耗和体积越来越小，为无线传感器网络的发展提供了很好的机遇。无线传感器网络由大量传感器节点以自组网形式组成，一般采用飞机抛洒的方式，将传感器节点随机地均匀地分布在人们不易到达的危险地带或环境条件恶劣的监测区域，用来完成网络覆盖区域中感知对象的信息采集和处理工作。它是集数据采集、传输和处理于一体的复杂系统，在环境监测、军事、野外科学考察、灾后搜索和营救等方面有很好的应用前景[1-3]。无线传感器网络中由于节点的迁移、节点的能量减少、部分节点的损坏等原因，造成网络的整体连通性和

覆盖性降低，从而影响网络的整体性能。此外传感器节点所带电池能量也是非常有限，如果同一时间段内有太多的节点同时工作，不仅会造成信息的冗余增加网络通信负担，还会浪费有限的电池能量降低网络的使用寿命。而且文献[4]表明只有当通信半径大于两倍的感知半径时，才能在确定覆盖的情况下保证连通，但是传感器节点的探测半径和通信半径受各方面的限制，经常会出现覆盖节点虽然可以达到覆盖率的要求，但却不能保证网络的连通性。那么，在一个固定的区域内，抛撒多少节点，节点的连通度K 为多少时，才能保证构建一个

可靠性高，连通概率大，且使用寿命长的无线传感器网络。无线传感器网络连通性研究

张维琪，魏春亚，边根庆

ZHANG Weiqi,WEI Chunya,BIAN Genqing

西安建筑科技大学信息与控制工程学院，西安710055

College of Information and Control Engineering,Xi ’an University of Architecture and Technology,Xi ’an 710055,China ZHANG Weiqi,WEI Chunya,BIAN Genqing.Study on networking algorithm and connectivity of wireless sensor https://www.360docs.net/doc/404247196.html,puter Engineering and Applications,2016,52（11）：108-111.

Abstract ：In order to optimize the configuration parameters of wireless sensor networks,reduce the number of changes in the network topology,research on networking algorithms and connectivity issues is needed.From the perspective of proba-bility theory,the relationship between network parameters is studied,then the relations between node communication radius,number of nodes,monitoring area and connectivity are deduced after the node connectivity probability distribution model is analyzed.And on this basis,a good connectivity and energy network algorithm for wireless sensor networks is given.The simulation experiments are performed to verify the algorithm.The results show that wireless sensor networks built by this method have a good connectivity and thereby this algorithm has good prospects.

Key words ：wireless sensor networks;communication radius;connectivity;networking algorithm

摘要：为优化无线传感器网络的配置参数，减少网络拓扑结构变化次数，需对其组网算法和连通性问题进行研究。从概率论角度出发研究了网络参数之间的关系，在分析了节点连通度概率分布模型后，推导出了节点通信半径、节点个数、监测区域、连通度之间的关系，并在此基础上给出了一种连通性好且节能的无线传感器网络组网算法。通过仿真实验对算法进行验证，实验结果表明使用该方法组建的无线传感器网络连通性好，有很好的应用前景。关键词：无线传感器网络；通信半径；连通度；组网算法

文献标志码：A 中图分类号：TP393doi ：10.3778/j.issn.1002-8331.1407-0295

基金项目：国家自然科学基金（No.61073196）。

作者简介：张维琪（1969—），男，副教授，硕士生导师，主要研究领域为海量信息处理技术和信息安全研究；魏春亚（1988—），女，

硕士，主要研究领域为无线传感器网络、系统建模与仿真，E-mail ：1007519590@https://www.360docs.net/doc/404247196.html, ；边根庆（1968—），男，副教授，主要研究领域为海量信息处理、云计算技术、信息安全等。

收稿日期：2014-07-23修回日期：2014-10-09文章编号：1002-8331（2016）11-0108-04

CNKI 网络优先出版：2015-03-13,https://www.360docs.net/doc/404247196.html,/kcms/detail/11.2127.TP.20150313.1551.022.html

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