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无线传感器网络中基于盲点查找的能量空洞避免路由算法
一、引言
近年来，随着无线传感器网络（WirelessSensorNetwork,WNS）的广泛应用，传感器节点能量的管理变得越来越重要。在WNS中，能量空洞是指一些区域中的传感器节点耗尽能量，导致该区域的信息无法传输到基站。能量空洞会使整个网络的效率下降，甚至出现网络瘫痪的情况。因此，如何避免能量空洞成为了WNS中亟需解决的问题。
针对能量空洞问题，许多学者提出了不同的算法，本文将详细介绍一种基于盲点查找的能量空洞避免路由算法。
二、算法设计
在介绍算法前，首先了解几个概念：
1.盲点：指网络中的一个节点区域内不再进行数据传输或数据接收的位置。
2.欠压：指节点电量短时刻的频繁变动。
基于这两个概念，我们可以设计出以下算法：
1.每个节点都通过广播方式将其信息发送给周围节点，并在收到其它节点信息后将其存储。
2.当节点发现其它节点在其周围发送信息，但没有得到应答时，将存储的信息发送给其它节点。
3.同时，节点会记录欠压时间，当欠压时间超过设定的阈值时，就会设置盲点，并向周围节点广播该节点的盲点信息。
4.当节点接收到其它节点发来的盲点信息时，如果当前节点与盲点有可达路径，则将该路径标记为不可用路径。
5.若当前节点要向盲点通信，则先查询是否存在不可用路径，如果存在，则选择可用路径进行通信。若不存在可用路径，就将周围节点的信息转发给相距最近的正常节点，以此避开能量空洞。
三、算法分析
1.优点:
（1）通过收集周围节点的信息形成信息库，减少了每个节点之间的通信，降低了能量的消耗。
（2）通过检测欠压节点来判断能量消耗情况，可以减少盲目地防范能量空洞，避免误判。
（3）算法的中心思想是搜索可用路径，避免了直接对指定节点进行通信，降低了能量的消耗。
2.缺点:
（1）算法对网络拓扑结构要求较高，不同于传统的基于距离的路由，需要保证节点非常接近。
（2）节点需要在广播时处理大量信息，容易导致网络拥塞，降低通信效率。
四、算法实现
我们在NS2模拟平台上对该算法进行了实现和仿真测试，实现时考虑了节点的功率控制和信道模型等因素。在仿真实验中，我们将节点按照规则布置在一定区域内，以此来模拟真实传感器节点的分布情况。
实验结果表明：该算法能较好地避免能量空洞问题，延长网络寿命。
五、总结
基于盲点查找的能量空洞避免路由算法以搜索可用路径为核心思想，能够有效避免能量空洞，在一定程度上延长了网络寿命。但算法对节点分布的要求较高，且在广播时容易导致网络拥塞，仍需改进。预计在未来的研究中，该算法会得到更广泛的应用和进一步的优化。