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集成了传感器、嵌入式技术、网络和无线通信四大技术而形成的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术。它能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,再传送到需要这些信息的用户。无线传感器网络具有广泛的应用前景,是21世纪最重要的技术之一。 本文主要探讨了无线传感器网络协议的设计,由于无线传感器网络节点数量庞大、单个节点资源有限,这就决定了无线传感器网络协议的设计必须以能源有效性为首要的设计目标。本文探讨了无线传感器网络特点以及路由协议,并针对LEACH协议存在的网络生命周期短、扩展性差等缺点,提出了一种基于层次型拓扑结构的能量有效的无线传感器网络数据收集协议(EEDGP)。 在EEDGP协议中,汇聚节点负责建立全局最优路由,根据网络节点密度、节点剩余能量、网络平均剩余能量和节点间距离将网络划分为不同的簇类。每个簇类由一个簇头节点和若干簇内部节点组成,簇头节点负责就将本簇类感知数据进行融合然后传送给汇聚节点。汇聚节点利用Prim算法生成以自身为树根,簇头节点为树中节点的最小生成树。最小生成树中下层节点以上层节点作为中继节点,通过多跳方式与汇聚节点通信。同样地,在簇类内部形成以簇头节点为树根的路由树。在每个回合中,传感器节点利用TDMA方式进行数据传输。每经过一定回合,汇聚节点重新对网络进行划分,确保网络节点的负载均衡。 最后,在NS2平台上对EEDGP协议进行了仿真测试。仿真结果表明,EEDGP协议的网生命周期达到了LEACH协议的2.5倍,并且比LEACH具有更好的网络规模扩展性。