一種能量感知型無線傳感器網(wǎng)絡跨層式通信協(xié)議

3 仿真分析
利用OPNET仿真平臺對設計的通信協(xié)議進行了仿真，在200×100的區(qū)域中，共隨機布設了120個節(jié)點，仿真環(huán)節(jié)的各項參數(shù)設置如表1所示。

3．1 ECLC的能耗特性分析
圖5表示了AODV，DSRE，SPEED，GPSR，SPIN(MAC層采用802．11協(xié)議)，ECLC六種協(xié)議在傳輸相同數(shù)據(jù)量的條件下的能耗特性，可以看出：與其他幾種協(xié)議相比，未使用跨層交互機制時幾種協(xié)議能耗特性相差較小，原因是幾種協(xié)議的MAC層訪問機制相同；而在開啟跨層優(yōu)化功能后，ECLC可以很好地避免沖突與網(wǎng)絡擁擠，因而減少了能量浪費。圖5是未開啟跨層優(yōu)化時各種協(xié)議的能耗比較；圖6是開啟跨層優(yōu)化后各種協(xié)議的能耗比較。

3．2 ECLC網(wǎng)絡生存時間的影響
在仿真路由協(xié)議對網(wǎng)絡生存時間的影響時，選擇節(jié)點死亡數(shù)目超過1／3的時刻作為WSN的失效時刻，即在仿真時，當死亡節(jié)點數(shù)量達到40時，表示W(wǎng)SN死亡。圖7表示了多次仿真取算術平均值的網(wǎng)絡生存時間比較圖。從圖中可以看出，ECLC可以最大限度地延長網(wǎng)絡生存周期，這是因為ECLC協(xié)議更好地控制了所有節(jié)點能量消耗的平穩(wěn)性，因而不會導致部分區(qū)域過早出現(xiàn)熱點而引發(fā)連鎖效應。

4 結 語
本文通過采用跨層機制來交換層間能耗信息，設計了一種簡單可靠的能量感知型無線傳感器網(wǎng)絡通信協(xié)議ECL，并給出了實現(xiàn)過程。在理論分析的基礎上，用OPNET仿真平臺對所設計的協(xié)議進行了仿真分析，結果表明：ECLC通信協(xié)議對節(jié)點數(shù)量特別巨大的傳感器網(wǎng)絡的能耗特性有很好的改善作用，可以顯著改善整個WSN網(wǎng)絡能耗的均衡性，從而延長了網(wǎng)絡的生存時間。由于無線傳感器網(wǎng)絡協(xié)議有很強的應用相關性，后續(xù)工作將包括：進一步優(yōu)化ECLC協(xié)議細節(jié)，增強其各種性能，尤其是增強可移植性，使其成為一種開放式WSN通信協(xié)議。