重庆理工大学学报（自然科学）

重庆理工大学学报（自然科学） ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (9): 1-7.doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2021.09.001

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信道与能耗感知的农田 ＷＳＮ机会路由优化方法

缪晟，赵春江，吴华瑞   

  1. １．北京工业大学 信息学部，北京 １００１２４； ２．国家农业信息化工程技术研究中心，北京 １０００９７； ３．农业农村部 农业信息技术重点实验室，北京 １０００９７
  • 收稿日期:2021-07-06 出版日期:2021-10-18 发布日期:2021-10-18
  • 作者简介:缪晟，男，博士研究生，副研究员，主要从事农业无线传感器网络研究，Ｅｍａｉｌ：ｍｉａｏｙｓ００７＠ｎｅｒｃｉｔａ．ｏｒｇ．ｃｎ；通 讯作者 赵春江，男，博士，院士，主要从事农业信息化研究，Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｏｃｊ＠ｎｅｒｃｉｔａ．ｏｒｇ．ｃｎ。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目（６１８７１０４１）；北京市农林科学院青年基金项目（ＱＮＪＪ２０２０３０）；江苏大学农业装备学部 项目（４１１１６８０００５）

  • Received:2021-07-06 Online:2021-10-18 Published:2021-10-18

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摘要： 在农田无线传感器网络监测应用中，由于环境遮挡与作物生长引起的信号多尺度 效应造成网络链路质量不稳定，进而影响数据汇集性能。针对该情况，同时考虑到农田 ＷＳＮ的 能量受限问题，提出了一种农田信道和能耗感知的机会路由优化方法。基于农田信道模型估计 链路连通概率，建立节点机会转发能耗预测模型，根据不同机会转发路径的中继概率得出其转 发能耗期望，在候选转发集构建与排序时同时考虑路径期望能耗和节点剩余能量，以提高节点 间、路径间的能量均衡性能。通过仿真实验将改进机会路由算法与 ＬＣＯＲ、ＩＯＰ、ＩＰＯＲＯＥ算法 进行对比，结果显示：网络生命周期 ＣＥＣＯＲ算法的网络生命周期约为 ＬＣＯＲ的 ２．２倍、ＩＰＯＲ ＯＥ的 ５．２倍、ＩＯＰ的 ８．７倍，最大能耗均方差分别是 ＬＣＯＲ的 ３／４、ＩＰＯＲＯＥ和 ＩＯＰ的 １／２。从 结果可以看出，改进算法延长了网络生命周期，提高了网络节点间能耗均衡性能，有助于实现农 田监测网络的长时间稳定工作，实现了预期研究目标。

关键词: 农田无线传感器网络, 农田信道模型, 概率链路, 机会传输, 路由协议

中图分类号: 

  • ＴＮ９２９．５