無線傳感網絡中基于Dijkstra 算法的分簇路由

張慧娟

（駐馬店職業技術學院信息工程系，河南 駐馬店 463000）

0 引言

無線傳感網絡（wireless sensor networks，WSNs）是由大量傳感節點以自組織方式分布，且節點間能相互通信的無線網絡。目前，WSNs 已在多個領域內廣泛使用，如健康醫療，野外環境監測。傳感節點通過連續地監測環境，并感測環境數據，再將數據傳輸至匯聚節點，進而實現對環境的監測。

節點的通信帶寬有限，若信宿在節點通信范圍內，節點就直接將數據傳輸至匯聚節點，否則節點只能以多跳方式向匯聚節點傳輸數據。在部分應用中，如目標跟蹤，戰場偵察，WSNs 將產生了大量的數據，這增加了網絡流量。

由于節點能耗是WSNs 的有限資源，基于WSNs 的網絡應用必須關注節點能耗問題。節點的能量有限，即便節點能量消耗完畢，也不便于補給能量。因此，必須通過算法或者策略緩解節點能耗速度，延長節點的工作時間。

簇結構是降低節點能耗，提高數據傳輸效率的有效策略。在簇結構中，將WSNs 內節點劃分多個簇，每個簇由一個簇頭（cluster head，CH）和多個簇成員構成。CH 負責收集、融合本簇內的簇成員數據，再傳輸至匯聚節點，圖1 給出典型的基于簇的WSNs 拓撲結構。

圖1 基于簇的網絡拓撲結構

然而，由于CHs 承擔了更多數據收集和轉發的任務，它們能耗速度高于簇成員節點的能耗速度。并且，各個CH 間的能耗速度可能也不盡相同。因此，如何選擇最優的簇頭數，并且平衡CHs 間的能耗是構建簇算法必須考慮的問題。

文獻［6］討論了基于能量消耗的簇頭選擇問題，并提出間歇性簇頭選擇策略。……