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基于地理信息静态分簇的无线传感器网络路由算法
无线传感器网络（WirelessSensorNetworks,WSN）是由大量分布式无线传感器节点组成的一种特殊的自组织网络。WSN已成为物联网中最重要的组成部分之一，主要应用于环境监测、工业控制、医疗卫生等领域。无线传感器节点具有小体积、低功耗、便携性高、可靠性高等优势，被广泛应用于各领域。在传统无线通信中，通信的路由策略主要采用基于中央节点（BaseStation）的、分簇（Clustering）的、等级制的等方式进行维护。本文将着重讨论基于地理信息静态分簇的无线传感器网络路由算法。
一、无线传感器网络路由算法实现
路由算法是WSN中最为核心和基础的算法之一，基于无线传感器节点的地理位置信息，可以采用地理路由算法。在地理路由算法中，节点的位置信息被作为路由信息的一部分传输，并在节点间传播。实现地理路由算法主要的步骤是对网络进行分簇，再由簇中的节点作为集中器（ClusterHead）将数据传送至BS（BaseStation），因此，簇头的选举问题成为无线传感器网络的研究热点。
二、基于地理信息的无线传感器网络
基于地理信息的无线传感器网络不仅可以提高路由效率，还能减少无线传感器节点的能耗，是实现无线传感器网络自组织的一种自然方法。地理信息分簇是一种常见的无线传感器网络簇的组建方式之一，它主要是通过网络节点的位置信息对节点进行分组，再对每个组进行簇头节点的选举，最后将数据传回BS。
三、无线传感器网络地理信息分簇的优点
地理信息分簇的优点主要有以下几点：
1、能够减少数据传输量，降低能耗。选举出的簇头节点只需要将簇内节点的信息传输到BS，降低了传输的数据量，从而减少了功耗。
2、能够节约网络带宽。由于簇头负责将簇内数据传输回BS，因此可以节约网络带宽。
3、能够提高路由效率。地理信息分簇可以减少通信距离，提高通信质量，从而提高路由效率。
4、能够提高网络可靠性。由于簇头节点具有集中管理的功能，因此不会出现覆盖重叠的区域，从而提高了网络的可靠性。
四、地理信息分簇的实现方法
地理信息分簇主要包括了以下几个方面：
1、网络节点分布。通过对网络的节点位置信息进行分析和处理，确定节点的分布情况。
2、节点分簇。通过节点位置信息确定簇的范围，将簇内节点分组。
3、簇头选举。根据节点的能量、距离和位置等信息，选出合适的簇头。
4、数据传输。通过簇头将簇内数据传送到BS。
五、基于地理信息静态分簇的无线传感器网络路由算法
1、算法流程
（1）获取节点位置信息，并进行位置优化处理以降低定位误差。
（2）将节点按位置信息进行分簇，确定每个簇的簇头。
（3）选举全局负责树的根节点，选举方法根据根节点的位置和剩余电量进行选择。
（4）建立全局树结构，由根节点为根向下分发信息，分簇内的簇头将信息发回根节点。
2、节点位置信息的获取与优化处理
由于无线传感器节点存在定位误差，采集到的节点位置信息可能包含了一定的噪声，因此在进行节点分簇之前，需要对节点位置信息进行优化处理。常用的方法包括Kalman滤波、最小二乘法等。
3、节点分簇
通过获取的节点位置信息，可以按照一定的方式对网络节点进行分簇。如采用最小直径算法将距离信的度量，以选举出节点数量较少，能量消耗较低的簇，选举出的簇头节点负责将簇内节点信息传送至BS。
4、全局负责树的选举以及全局树结构的建立
通过选举全局负责树的根节点，建立全局树结构，可以实现全局的数据汇聚。全局负责树的选举主要是选出节点剩余电量多、位置合适的节点，以节点间距离为度量，以与其他节点的距离最近的节点为根节点，建立全局树结构。
六、小结
无线传感器网络是一类自组织、分布式的网络，地理信息分簇是一种基本的WSN路由技术，基于分簇技术的数据汇聚策略能够在减少能量消耗的前提下，提高数据可靠性、提高网络的通信效率和可靠性。本文通过分析节点位置信息，实现了基于地理信息的静态分簇方法，通过选举全局负责树的根节点，并建立全局树结构，将簇内数据传输回BS，从而提高了无线传感器网络的性能。