地震監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究
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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(wǎng)絡(luò)能量消耗和數(shù)據(jù)的傳輸延時兩方面進行評估，并將仿真結(jié)果與最小跳數(shù)(MHC)路由協(xié)議進行了對比分析。
仿真主要參數(shù)設(shè)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(biāo)位置已知，基站(Sink節(jié)點)位于坐標(biāo)(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(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)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(chǎn)生的數(shù)據(jù)包為4 332 678位。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/160086.htm
圖4比較了兩種協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)運行到412 s時，節(jié)點兒乎用完了網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)的整個運行時間內(nèi)，EEECRP協(xié)議節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)運行過程中的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸延時總體上與MHC路由協(xié)議相當(dāng)，或者略次于MHC路由協(xié)議；但當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，EEECRP協(xié)議的數(shù)據(jù)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(yīng)用環(huán)境。
本文對EEECRP協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸延時進行了多次仿真實驗，在相同的模擬時間內(nèi)，不同的模擬地震節(jié)點數(shù)或者模擬地震時產(chǎn)生的總數(shù)據(jù)量對平均數(shù)據(jù)傳輸延時均有影響，實驗結(jié)果如表1所列。
從表1中可以看出，在模擬地震節(jié)點數(shù)較少，并且平均產(chǎn)生的總數(shù)據(jù)量較少時，平均數(shù)據(jù)傳輸延時非常短，僅為1 00多ms。隨著模擬地震節(jié)點數(shù)的增多和模擬地震時產(chǎn)生的總數(shù)據(jù)量增大，平均數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)的通信要求，證實了該協(xié)議在地震監(jiān)測中的有效件。
結(jié)語
以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在地震監(jiān)測中的應(yīng)用為研究背景，分析了該應(yīng)用環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)路由需求，提出了一個適用于地震監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)；協(xié)議節(jié)能性好，并且各簇首之間采用基于最小跳數(shù)的路由傳輸，保證了監(jiān)測數(shù)據(jù)的及時、可靠。仿真結(jié)果表明該協(xié)議的能量利用率高，實時性好，能有效延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期，較好地滿足了地震監(jiān)測應(yīng)用的需求。
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