27、无线传感器网络能耗管理方法解析

无线传感器网络能耗管理方法解析

一、无线传感器网络能耗问题概述

无线传感器网络（WSN）中传感器的能量限制是主要问题，它决定了传感器的工作时间，进而影响网络性能和寿命。通信消耗的能量比处理或传感多得多，传输一位数据所需的能量可能足以处理数千条指令。因此，研究人员提出的大多数方法旨在通过额外的计算来减少通信需求，以降低整体能耗。同时，也有研究人员提出使用移动传感器解决节点死亡导致的覆盖漏洞问题，目标都是管理WSN的能耗并尽可能延长网络寿命。

二、能耗管理方法分类

能耗管理方法和技术一般可分为以下子方法：
1. 智能路由协议
- 层次协议
- 原理 ：网络被划分为多个簇，每个簇包含多个传感器。簇内传感器将数据发送到簇头（CH），簇头收集数据后通过单跳或多跳通信将其发送到汇聚节点。
- 示例及操作步骤 ：
- 优化LEACH路由协议 ：
- 第一步，提出新颖方法改进簇头选择方法，在每一轮为每个簇选择合适的簇头。
- 第二步，改进TDMA调度，修改传输机制，使节点发送大致相同数量的数据。
- 使用胶囊神经网络（CNN） ：
- 构建包含无线传感器层、云服务器层和汇聚节点层的模型。
- 通过身份记录检测簇内适合作为簇头的节点，并使用最短路径选择簇外的转发节点，以降低能耗。
- 引力聚类和路由技术 ：
- 结