基于农田无线传感网络的分簇路由算法

江 冰，毛 天，唐大卫，邬智俊，韩光洁（. 河海大学物联网工程学院，常州 30；. 常州市传感网与环境感知重点实验室，常州 30）

基于农田无线传感网络的分簇路由算法

江 冰1，毛 天1，唐大卫1，邬智俊1，韩光洁2
（1. 河海大学物联网工程学院，常州 213022；2. 常州市传感网与环境感知重点实验室，常州 213022）

由于无线传感网络节点的能量有限，如何有效地利用有限资源以及实现数据的有效传输，成为研究热点问题。针对农田区域广以及种植作物杂等环境特征，为延长农田无线传感器网络的生命周期，提高传感网的数据包投递率，构建了适用于农田信息采集的无线传感器网络架构，提出了一种混合式的分簇路由算法HCRA（hybrid clustering routing algorithm），研究了簇的形成、簇头竞选以及簇间路由过程，并对HCRA算法与低功耗自适应集簇分层型算法LEACH（low-energy adaptive clustering hierarchy），以及使用固定簇半径的混合节能分簇算法HEED（hybrid energy-efficient distributed clustering）进行了仿真试验。结果表明：在1 000次迭代周期下，采用HCRA算法的网络生存时间要比LEACH算法长约28%，比HEED算法长约12%；采用HCRA算法的数据包投递率要比LEACH算法高约34个百分点，比HEED算法高约16个百分点。该研究可为农田环境信息采集自动化监测系统提供参考。

无线传感网络；数据传输；算法；分簇路由算法；网络生命周期；数据包投递率；HRCA算法

0 引 言

中国传统农业中，农户往往是通过实地考察农作物生长环境，凭借经验栽种农作物。这种传统的人工监测办法，容易造成判断错误，导致农户采取不当措施，造成农作物减产[1]。近些年来，农业领域出现了一些监测系统，然而大多为有线实时监测系统，其存在不足之处[2]：1）有线监测节点的布置需要大量地布线，在实际环境下操作不灵活；……