文献类型： 中文期刊

作者： 孙浩然 ¹ ; 赵春江 ² ; 吴华瑞 ² ; 缪祎晟 ² ; 于合龙 ¹ ;

作者机构： 1.吉林农业大学信息技术学院

2.国家农业信息化工程技术研究中心

关键词： 小麦农田;无线传感器网络;路由算法;簇首选取;能耗均衡;簇首轮换

期刊名称： 东北农业科学

ISSN： 2096-5877

年卷期： 2023 年 001 期

页码： 129-135

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 小麦农田无线传感器网络是实现小麦变量施肥、灌溉决策、病虫防控等农业精准作业的重要基础，针对小麦农田监测环境供电不便、环境复杂造成的无线传感器网络动态变化、监测周期短等问题，从能耗优化的角度研究提出了一种面向小麦农田的高能效无线传感器网络拓扑关联簇首轮换方法（Topology based Energy-efficient Cluster-head Rotating Scheme for wireless sensor networks in wheat fields, TECRS）。该方法根据节点剩余能量、拓扑位置和节点度等多个因素综合计算簇首竞争权值，优先选择剩余能量高、节点度大、距汇聚节点近的传感器节点成为簇首，以提高节点的能量使用效率并延长网络寿命。最后为解决传统分簇算法中簇首频繁轮换开销大的问题，通过改变进行簇首选取的周期，对比算法在不同轮换周期下的平均能耗与网络寿命，确定最优的簇首轮换频率。仿真实验结果表明，每9轮数据上传进行1次簇首轮换时，TECRS算法在网络生命周期与节点能量均衡方面达到最优，此时网络生命周期约为LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）的2倍，是EEDRCP（Energy Efficient Double Rounds Clustering Protocol）与LUCR（A Layerbased Unequal Clustering Routing Protocol）算法的1.3倍，且较三种算法有着更好的能耗均衡性能，更适合于能量受限的小麦农田无线传感器网络监测应用。