铁路沿线线型无线传感器网络高效路由协议 |
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引用本文: | 孟建军,王建明,胥如迅,李德仓,刘洋,陈晓强.铁路沿线线型无线传感器网络高效路由协议[J].中国铁道科学,2023(5):201-209. |
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作者姓名: | 孟建军 王建明 胥如迅 李德仓 刘洋 陈晓强 |
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作者单位: | 1. 兰州交通大学机电技术研究所;2. 甘肃省物流及运输装备信息化工程技术研究中心;3. 甘肃省物流与运输装备行业技术中心 |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(6206301372061021);;甘肃省科技计划项目(20JR10RA251); |
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摘 要: | 为防止网络“热区”现象,针对铁路沿线无线传感器网络多呈线型分布的结构特点,提出一种基于服务质量的能耗均衡分簇路由协议(ECRPQ)。首先,部署网络节点,计算节点能量消耗,建立能耗均衡的非均匀节点部署模型并进行网络分簇。然后,设计路由协议,在簇首选举时引入节点动态剩余能量和节点担任簇首轮次的影响因素,在通信阶段采用TDMA机制和CDMA机制相结合的方式,在进行时间同步校准时严格保证簇内节点时间同步。最后,通过MATLAB进行仿真实验,从网络生命周期、网络吞吐量和节点平均时延3个方面将ECRPQ与LEACH、LEACH-C这2种经典协议进行对比。结果表明:当网络节点总数为200个时,ECRPQ的网络生命周期明显更长,达到600 s;ECRPQ的网络吞吐量更大,分别比LEACH和LEACH-C提高128.7%和84.6%;ECRPQ的节点平均时延更低,分别比LEACH和LEACH-C降低52.8%和43.2%。
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关 键 词: | 无线传感器网络 线型 路由协议 能耗均衡 非均匀节点部署 |
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