無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)模型研究

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（無線傳感器網(wǎng)絡(luò)）是近年來發(fā)展起來的一種新型、無基礎(chǔ)設(shè)施、自組織無線網(wǎng)絡(luò)。它起源于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)），由眾多傳感器（sensor）和執(zhí)行器（活動(dòng)器）組成，并通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行分布感和執(zhí)行任務(wù)。由于同時(shí)存在傳感器與執(zhí)行器這兩種異構(gòu)節(jié)點(diǎn),因而WSANs與WSNs相比存在著許多區(qū)別.在WSANs網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)相關(guān)應(yīng)用的需要,執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)對(duì)于傳感器節(jié)點(diǎn)輸入的信息需要能夠迅速反應(yīng),并且由于WSANs主要應(yīng)用于自動(dòng)控制領(lǐng)域,故其最核心的問題就是系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性.此外,如何降低網(wǎng)絡(luò)能耗是在滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性與穩(wěn)定性要求的前提下WSANs所同樣需要考慮的.一系列已有的研究表明,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂茖?duì)無線自組網(wǎng)絡(luò)性能影響顯著,良好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠提高路由協(xié)議和MAC協(xié)議的效率.基于此,本文從實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性角度出發(fā),同時(shí)兼顧網(wǎng)絡(luò)的能量有效性,提出了一種可適用于WSANs的能量有效的實(shí)時(shí)分簇路由協(xié)議.1執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)感知域覆蓋模型在WSANs中,傳感器監(jiān)測(cè)到相關(guān)信號(hào)后立即將信息傳送給相應(yīng)的執(zhí)行器節(jié)點(diǎn),執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)則迅速做出反應(yīng)并采取行動(dòng),并將該事件信息通過Sink節(jié)點(diǎn)及時(shí)發(fā)送給監(jiān)控中心.傳感器節(jié)點(diǎn)由于成本低廉,功能較弱,因此可以被大規(guī)模地部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域.而執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)由于功能強(qiáng)大、成本造價(jià)高、故數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳感器節(jié)點(diǎn),往往只需其作用域覆蓋事件區(qū)域即可,如圖1所示:文獻(xiàn)提出了一種WSNs的簡(jiǎn)單傳感器節(jié)點(diǎn)感知域覆蓋模型,這是覆蓋問題最基本的情況.本文依據(jù)文獻(xiàn)提出的模型,將傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)為執(zhí)行器節(jié)點(diǎn),感知域設(shè)為作用域,建立了WSANs中執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)執(zhí)行域覆蓋的模型.即若要保證以P為概率可靠地控制某個(gè)面積為S的區(qū)域,執(zhí)行器作用半徑為R,則至少部署執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為n=log(1-πR2S)(1-Ρ)=lg(1-Ρ)lg(1-πR2S).(1)n=log(1?πR2S)(1?P)=lg(1?P)lg(1?πR2S).(1)在本文的系統(tǒng)模型中,傳感器節(jié)點(diǎn)與執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò).N個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)與通過式(1)計(jì)算所得的n個(gè)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)分布在一個(gè)矩形區(qū)域S內(nèi).2傳感器？執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)中有效的實(shí)時(shí)功率規(guī)劃和通信2.1基于lapc與rpar協(xié)議的分簇算法從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的角度,無線自組織網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議可分為兩類:平面路由協(xié)議和分簇路由協(xié)議.在平面路由協(xié)議中,所有節(jié)點(diǎn)的地位是平等的,不存在等級(jí)和層次差異.對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)相關(guān)性能要求,文獻(xiàn)分別提出了可有效降低網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的平面路由協(xié)議——LAPC協(xié)議和RPAR協(xié)議.LAPC協(xié)議基于功率控制技術(shù),根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載狀態(tài),動(dòng)態(tài)地調(diào)整發(fā)射功率大小來降低通信延時(shí).RPAR協(xié)議則是針對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),根據(jù)由實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得到的分析結(jié)果,結(jié)合動(dòng)態(tài)速率分配、延時(shí)估計(jì)、轉(zhuǎn)發(fā)選擇和鄰居節(jié)點(diǎn)管理等4種策略,在保證消息實(shí)施傳遞的同時(shí)盡可能降低網(wǎng)絡(luò)能耗.這兩種協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性上均有較好表現(xiàn),但是,LAPC協(xié)議未考慮網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)和拓?fù)涞母淖?RPAR協(xié)議在前提條件中設(shè)定每個(gè)節(jié)點(diǎn)知道自身位置,這使得協(xié)議在真實(shí)環(huán)境中的應(yīng)用存在較大的局限性.此外,這兩種協(xié)議分別是基于AdHoc網(wǎng)絡(luò)和傳感器網(wǎng)絡(luò)提出的,在設(shè)計(jì)時(shí)并未考慮執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的存在.LAPC協(xié)議和RPAR協(xié)議均屬于平面路由協(xié)議.由于平面路由協(xié)議要求所有節(jié)點(diǎn)均具有路由功能,因此會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)因能耗過快而失效,網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也經(jīng)常發(fā)生變化.并且隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大,路由開銷將急劇增加,網(wǎng)絡(luò)性能也大大降低.因此,對(duì)于大規(guī)模無線自組網(wǎng)絡(luò),分簇路由算法是延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)生存期限、提高路由性能與網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的有效途徑.LEACH是一種最具代表性的分簇路由算法,它的成簇思想貫穿于其后發(fā)展出的很多分簇路由協(xié)議中.但是LEACH算法不僅存在著理論上的缺陷,并且過多的前提條件使其很難在真實(shí)環(huán)境中適用.文獻(xiàn)提出了一種無前提假設(shè)并可在實(shí)踐環(huán)境中適用的分簇算法,但該算法在完成網(wǎng)絡(luò)分簇后仍存在未入網(wǎng)節(jié)點(diǎn).文獻(xiàn)對(duì)基于文獻(xiàn)提出的算法進(jìn)行了改進(jìn),避免了未入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的存在.然而,由于執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的存在以及系統(tǒng)對(duì)于實(shí)時(shí)性的要求,上述兩種分簇算法很難在WSANs中直接適用.但是,由于WSANs與WSNs存在著許多相同的特點(diǎn),因此許多傳感器網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的技術(shù)成果仍可借鑒到WSANs中.文獻(xiàn)針對(duì)WSANs提出了一種3層網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)模型,在模型中傳感器節(jié)點(diǎn)首先進(jìn)行分簇,簇首節(jié)點(diǎn)再與執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)形成簇類,消息最終在執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)間完成傳遞.然而,文獻(xiàn)僅提出了網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)模型,并未提出算法的具體實(shí)現(xiàn)機(jī)制.由于執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)較傳感器節(jié)點(diǎn)具有更強(qiáng)的性能,本文針對(duì)此特點(diǎn)利用執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)大通信能力,結(jié)合文獻(xiàn)的相關(guān)機(jī)制提出了一種適用于WSANs的能量有效的實(shí)時(shí)分簇路由協(xié)議(real-timeenergy-awarecluster-basedroutingprotocol,RECRP).2.2wsns的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)RECRP協(xié)議由“網(wǎng)絡(luò)一次成簇”、“網(wǎng)絡(luò)二次成簇與鄰居節(jié)點(diǎn)管理”、“路由生成”、“傳感器簇首節(jié)點(diǎn)輪換”等4部分組成.RECRP協(xié)議首先使WSANs中的傳感器節(jié)點(diǎn)完成一次成簇,接著,推選出的傳感器簇首節(jié)點(diǎn)與執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)完成網(wǎng)絡(luò)的二次成簇,使整個(gè)WSANs形成一個(gè)由“傳感器從節(jié)點(diǎn)-傳感器簇首”、“傳感器簇首-執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)”和“執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)-執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)”組成的3層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu).網(wǎng)絡(luò)完成分簇工作后,協(xié)議采用實(shí)時(shí)相關(guān)、能量有效策略進(jìn)行消息的傳遞,從而在保證實(shí)時(shí)性能的同時(shí)有效降低網(wǎng)絡(luò)能耗.當(dāng)一輪數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后,協(xié)議通過簇首節(jié)點(diǎn)輪換機(jī)制使各傳感器節(jié)點(diǎn)均勻消耗能量,從而達(dá)到進(jìn)一步延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期的目的.1基于lsc的wsns算法文獻(xiàn)中提出了一種能動(dòng)態(tài)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?使所有節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定成簇并可有效避免未入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)現(xiàn)象的傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇算法LSC,RECRP協(xié)議采用LSC算法的策略完成WSANs的一次成簇工作.在以后的數(shù)據(jù)傳輸輪次中,簇內(nèi)的各節(jié)點(diǎn)將輪換擔(dān)任簇首節(jié)點(diǎn),以達(dá)到延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期的目的.2基于監(jiān)測(cè)距離的節(jié)點(diǎn)通信一次成簇工作結(jié)束后,網(wǎng)絡(luò)中存在著傳感器從節(jié)點(diǎn)、傳感器簇首節(jié)點(diǎn)和執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)這3類節(jié)點(diǎn).LSC算法為了保證網(wǎng)絡(luò)的連通性采用了兩種發(fā)射功率水平,簇首節(jié)點(diǎn)通信距離被設(shè)定為從節(jié)點(diǎn)通信距離的兩倍.在文獻(xiàn)中,LAPC協(xié)議使用3級(jí)發(fā)射功率控制策略來降低傳輸延時(shí).RECRP協(xié)議也采用3級(jí)功率控制策略,與LAPC協(xié)議不同之處在于網(wǎng)絡(luò)中3種不同的節(jié)點(diǎn)分別具有不同的發(fā)射功率水平,其中,從節(jié)點(diǎn)通信距離Rs、簇首節(jié)點(diǎn)通信距離Rh和執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)通信距離Ra的關(guān)系為Rs∶Rh∶Ra=1∶2∶4.(2)Rs∶Rh∶Ra=1∶2∶4.(2)以此在保證網(wǎng)絡(luò)連通性的同時(shí),利用執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)提升網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性能.網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入二次成簇階段后,所有的執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)均成為簇首節(jié)點(diǎn),而在一次成簇階段推選出的傳感器簇首節(jié)點(diǎn)則成為從節(jié)點(diǎn).二次成簇開始時(shí),各執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)在隨機(jī)退避一段時(shí)間后,以通信距離Ra廣播發(fā)送一個(gè)控制幀BEACA,收到BEACA的傳感器簇首節(jié)點(diǎn)則將該執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的信息記錄下來.執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)與傳感器簇首節(jié)點(diǎn)之間通信距離的不對(duì)稱會(huì)使得一些接收到BEACA傳感器簇首節(jié)點(diǎn)無法直接與執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)通信.對(duì)于此,RECRP協(xié)議采用鄰居節(jié)點(diǎn)管理策略來保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連通.如圖2所示,若傳感器簇首節(jié)點(diǎn)能夠與執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)直接通信,則將相應(yīng)的執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)設(shè)置為自身的鄰居節(jié)點(diǎn);若傳感器簇首節(jié)點(diǎn)無法與執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)直接通信,則在執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)廣播控制幀結(jié)束后的一段時(shí)間內(nèi),通過廣播BEAC將能夠與執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)完成一跳通信的傳感器簇首節(jié)點(diǎn)維護(hù)為自身的鄰居節(jié)點(diǎn),并將該節(jié)點(diǎn)的信息記錄在自己的鄰居列表中.在一段固定時(shí)間內(nèi),傳感器簇首節(jié)點(diǎn)若未能找到鄰居節(jié)點(diǎn),則成為未成簇節(jié)點(diǎn).傳感器簇首節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)變化如圖3所示.網(wǎng)絡(luò)的二次成簇完成后,WSANs形成由“傳感器從節(jié)點(diǎn)-傳感器簇首”、“傳感器簇首-執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)”和“執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)-執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)”組成的3層通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu).3消息傳遞給自身的區(qū)分節(jié)點(diǎn)WSANs中最關(guān)鍵的問題是系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性,此外,網(wǎng)絡(luò)的能量效率也是需要著重考慮的方面.因此,WSANs路由協(xié)議設(shè)計(jì)的主要原則即是在保證系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和可靠性的前提下,盡可能提高網(wǎng)絡(luò)能量效率,延長(zhǎng)系統(tǒng)的生存時(shí)間.分簇工作完成后網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入路由生成階段.在RECRP協(xié)議中設(shè)定了3級(jí)發(fā)射功率,傳感器從節(jié)點(diǎn)采用最小的發(fā)射功率進(jìn)行消息的傳遞,而執(zhí)行器由于能量多、通信能力強(qiáng),故采用最大的發(fā)射功率.協(xié)議中消息傳遞的核心思想就是將在第1層次網(wǎng)絡(luò)采集到的信息迅速交付給第3層次網(wǎng)絡(luò),利用執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)強(qiáng)大的通信能力最終將消息傳遞給相應(yīng)目的節(jié)點(diǎn),如圖4所示:當(dāng)傳感器從節(jié)點(diǎn)感測(cè)到數(shù)據(jù)后,將消息傳遞給自身的簇首節(jié)點(diǎn).若簇首節(jié)點(diǎn)維護(hù)的鄰居列表中存在可一跳完成通信的執(zhí)行器節(jié)點(diǎn),則將消息傳遞給該執(zhí)行器節(jié)點(diǎn);若無法與執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)完成一跳通信,則在鄰居列表中查找能夠與執(zhí)行器進(jìn)行一跳通信的鄰居簇首節(jié)點(diǎn).針對(duì)不同的執(zhí)行器節(jié)點(diǎn),協(xié)議根據(jù)式(3)選擇最小成功發(fā)射功率積累值P最少的兩跳路徑傳遞消息給相應(yīng)的執(zhí)行器,Ρ=Μin(Ρm-hop1+Ρm-hop2)n?(3)其中,Pmhop1為第1跳最小功率值,Pmhop2為第2跳最小功率值.此后,消息在執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)間傳遞到目的節(jié)點(diǎn).文獻(xiàn)根據(jù)能量和隊(duì)列長(zhǎng)度相關(guān)的路徑權(quán)值完成路由的選擇,RECRP協(xié)議依據(jù)文獻(xiàn)的相關(guān)機(jī)制,也采用計(jì)算路徑權(quán)值的方法,基于分簇網(wǎng)絡(luò)來選擇最優(yōu)的消息傳遞路徑.針對(duì)WSANs的應(yīng)用,協(xié)議主要關(guān)注于通信能耗與傳遞延時(shí)這兩個(gè)性能指標(biāo).首先,根據(jù)式(4),(5)判定各條路徑的可用性:Wdelay=n∑i=1Τitrans?(4)Wrequest>c×Wdelay?(5)其中,Titrans為第i跳的單跳延時(shí),Wdelay為路徑延時(shí),Wrequest為系統(tǒng)延時(shí)要求,c為調(diào)整參數(shù).只有延時(shí)權(quán)值小于系統(tǒng)延時(shí)要求的路徑才具有可用性.接著,根據(jù)式(6)計(jì)算各條可用路徑的能量權(quán)值:Wenergy=n∑i=1(ΡitxEiremain+Ρi+1rxEi+1remain)×(1+Νiretrans)?(6)其中,Pitx與Pi+1rx分別為節(jié)點(diǎn)i的發(fā)射能耗與下一跳的接收能耗,Eiremain為節(jié)點(diǎn)的剩余能量,Niretrans為節(jié)點(diǎn)在上一次成功傳輸前的傳輸次數(shù).最后,根據(jù)式(7)計(jì)算各條可用路徑的權(quán)值:Wj=(α×Wenergy+β×Wdelay)j?(7)其中,α,β為用來平衡能量和延時(shí)參數(shù)的調(diào)整因子.RECRP協(xié)議對(duì)W權(quán)值進(jìn)行排序,選取權(quán)值最小的路徑作為消息的傳遞路徑,并將其他N條可用路徑作為備用路徑.RECRP協(xié)議基于3層分簇的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),根據(jù)實(shí)時(shí)相關(guān)、能量有效的權(quán)值選擇最優(yōu)傳遞路徑,從而使系統(tǒng)在保證實(shí)時(shí)性能的同時(shí),取得較好的能量效率.4節(jié)點(diǎn)變換網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)RECRP協(xié)議通過簇首節(jié)點(diǎn)輪換機(jī)制均勻網(wǎng)絡(luò)能量消耗,并維護(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).當(dāng)一輪數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后,在簇內(nèi)選擇能量參數(shù)值Oij最小的傳感器節(jié)點(diǎn)輪換為簇首,Oij為簇i中的節(jié)點(diǎn)j本輪通信結(jié)束后的所剩能量Enew值.RECRP協(xié)議簡(jiǎn)化了WSANs的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),路由開銷主要集中在少量的執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)間,抑制了過多冗余消息的產(chǎn)生.通過實(shí)時(shí)相關(guān)、能量有效的權(quán)值優(yōu)化算法選擇最優(yōu)路徑進(jìn)行消息的傳遞,以簇首節(jié)點(diǎn)輪換機(jī)制均勻網(wǎng)絡(luò)能量消耗,在保證WSANs系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能的同時(shí),有效提高網(wǎng)絡(luò)能量有效性能.3仿真實(shí)驗(yàn)評(píng)估我們采用NS2和Matlab作為仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái),從網(wǎng)絡(luò)的連通性與穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)延時(shí)、能量有效性等3方面對(duì)RECRP協(xié)議進(jìn)行評(píng)估與分析.在仿真實(shí)驗(yàn)中,傳感器節(jié)點(diǎn)與執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)被部署在一塊1000m×1000m的矩形目標(biāo)區(qū)域中,具體實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置如表1所示:3.1基于成簇的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)仿真網(wǎng)絡(luò)的連通性與穩(wěn)定性是衡量WSANs這類無線自組織網(wǎng)性能的重要指標(biāo)之一.在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中,300個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)被隨機(jī)部署在一個(gè)1000m×1000m的區(qū)域內(nèi).各類節(jié)點(diǎn)中,傳感器從節(jié)點(diǎn)的發(fā)射范圍為100m,根據(jù)式(2)則傳感器簇首節(jié)點(diǎn)和執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的發(fā)射范圍分別為200m和400m.由式(1)可計(jì)算出所需執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為7,為了使執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的作用域完全覆蓋目標(biāo)區(qū)域且連通性良好,7個(gè)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)如圖5所示部署在目標(biāo)區(qū)域中:通過實(shí)驗(yàn)仿真,圖6、圖7分別示出了算法中一次成簇與二次成簇后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).從圖中可以看出,網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過一次成簇后,傳感器簇首節(jié)點(diǎn)被推選出來,所有的從節(jié)點(diǎn)均在相應(yīng)的簇首節(jié)點(diǎn)的通信范圍內(nèi).經(jīng)過二次成簇后,所有被推選出的傳感器簇首節(jié)點(diǎn)均以一跳或兩跳形式與相應(yīng)的執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)形成簇類.圖8示出了在15次成簇過程中傳感器簇首節(jié)點(diǎn)、從節(jié)點(diǎn)、未連通節(jié)點(diǎn)的數(shù)量.從圖中可以看出,在歷經(jīng)15次成簇過程后,簇首節(jié)點(diǎn)、從節(jié)點(diǎn)的數(shù)量變化始終趨于平穩(wěn),無未連通節(jié)點(diǎn).這表明在每次成簇過程中,各類節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的數(shù)量維持穩(wěn)定,無異常變動(dòng),因此RECRP協(xié)議具有良好的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性.3.2節(jié)點(diǎn)密度對(duì)網(wǎng)絡(luò)平均延遲的影響采用網(wǎng)絡(luò)平均延時(shí)來衡量RECRP分簇路由協(xié)議的實(shí)時(shí)性性能,并以實(shí)際工程應(yīng)用中典型的平面路由AODV協(xié)議和基于LSC算法的AODV協(xié)議作為對(duì)象進(jìn)行比較分析.所謂網(wǎng)絡(luò)平均延時(shí)是指一個(gè)封包從源節(jié)點(diǎn)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)所消耗的平均時(shí)間.在仿真場(chǎng)景中,源節(jié)點(diǎn)(坐標(biāo)100,100)向Sink節(jié)點(diǎn)(坐標(biāo)900,900)發(fā)送消息.根據(jù)場(chǎng)景仿真,分別得到上述3種協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)平均延時(shí)隨節(jié)點(diǎn)數(shù)量變化的比較圖,如圖9所示.在不同的節(jié)點(diǎn)密度場(chǎng)景下,AODV協(xié)議中源節(jié)點(diǎn)成功發(fā)送一個(gè)封包到目的節(jié)點(diǎn)所消耗的平均時(shí)間最長(zhǎng),LSC-AODV的平均延時(shí)低于AODV,而RECRP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)平均延時(shí)最短.并且隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加,雖然3種協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)平均延時(shí)都隨之增加,但比較而言,AODV的延時(shí)增長(zhǎng)趨勢(shì)較快,而LCS-AODV以及RECRP的延時(shí)增長(zhǎng)趨勢(shì)則相對(duì)平緩.這表明在WSANs中,RECR