地震監(jiān)測無線傳感器網絡路由協(xié)議研究
加入技術交流群
3 仿真分析
為驗證本文新提出協(xié)議EEECRP的性能，在NS2環(huán)境下進行了仿真實驗，主要從網絡能量消耗和數據的傳輸延時兩方面進行評估，并將仿真結果與最小跳數(MHC)路由協(xié)議進行了對比分析。
仿真主要參數設置如下：在200×200的區(qū)域中，隨機分布100個節(jié)點，每個節(jié)點的坐標位置已知，基站(Sink節(jié)點)位于坐標(x=0，y=0)處；節(jié)點初始能量為2 j；仿真總時間為600 s，監(jiān)測節(jié)點每隔5 s發(fā)送一次口常數據包，數據包長度為768位，仿真到300 s時某處節(jié)點隨機發(fā)生一次模擬地震，產生的數據包為4 332 678位。本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/160086.htm
圖4比較了兩種協(xié)議的網絡節(jié)點總能量消耗情況。從圖4中可以看出，MHC路由協(xié)議在網絡運行到412 s時，節(jié)點兒乎用完了網絡所有能量，而EEECRP協(xié)議在運行到601 s左右才用完所有能量。在網絡的整個運行時間內，EEECRP協(xié)議節(jié)點的網絡總能耗要明顯少于MHC路由協(xié)議。
圖5比較了兩種算法在網絡運行過程中的數據傳輸延時。從圖5中可以看出，地震未發(fā)生時，采用EEECRP協(xié)議的數據傳輸延時總體上與MHC路由協(xié)議相當，或者略次于MHC路由協(xié)議；但當地震發(fā)生時，EEECRP協(xié)議的數據傳輸延時要好于MHC路由協(xié)議，故EEECRP協(xié)議更適合丁地震監(jiān)測的應用環(huán)境。
本文對EEECRP協(xié)議的數據傳輸延時進行了多次仿真實驗，在相同的模擬時間內，不同的模擬地震節(jié)點數或者模擬地震時產生的總數據量對平均數據傳輸延時均有影響，實驗結果如表1所列。
從表1中可以看出，在模擬地震節(jié)點數較少，并且平均產生的總數據量較少時，平均數據傳輸延時非常短，僅為1 00多ms。隨著模擬地震節(jié)點數的增多和模擬地震時產生的總數據量增大，平均數據傳輸延時會增加，但相對于目前已有的地震監(jiān)測手段，平均數據延時仍然是非常短的，能夠滿足地震監(jiān)測的無線傳感器網絡的通信要求，證實了該協(xié)議在地震監(jiān)測中的有效件。
結語
以無線傳感器網絡在地震監(jiān)測中的應用為研究背景，分析了該應用環(huán)境下的網絡路由需求，提出了一個適用于地震監(jiān)測的無線傳感器網絡路由協(xié)議EEECRP。該協(xié)議具有自組織性，可擴展性好，適合大規(guī)模地震監(jiān)測的無線傳感器網絡；協(xié)議節(jié)能性好，并且各簇首之間采用基于最小跳數的路由傳輸，保證了監(jiān)測數據的及時、可靠。仿真結果表明該協(xié)議的能量利用率高，實時性好，能有效延長網絡的生命周期，較好地滿足了地震監(jiān)測應用的需求。
評論