第３２卷第７期 ２０１２年Ｏ７月 西安工业大学学报 ＶｏＬ ３２ Ｎｏ．７ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｘｉ’ａｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｊｕ１．２０１２ 文章编号：１６７３—９９６５（２０１２）０７—５２７—０４ 具有能量补给的无线传感器网络 能量感知路由算法 马颖 ，祁浩 ，樊维涛。 （１．西安工业大学电子信息工程学院，西安７１００３２；２．中国人民解放军９４１７５部队，乌鲁木齐８３２０００； ３．中国人民解放军９３９２９部队，兰州７３００００） 摘要： 为适应新能源条件下无线传感器网络的能量补给特点，根据节点自身能量起伏变化 和能量补给的速率等特点，提出了一种考虑能量补给因素的无线传感器网络能量感知路由算 法——ＰＨＥＡ．ＰＨＥＡ将传感器节点从周围环境中获取能量的因素考虑进路由算法中，并使 用信息融合【）＿Ｓ证据理论算法选择下一跳节点，使得能量消耗能够平均分配到整个网络中． 仿真结果表明，算法改善了能量补给因素条件下无线传感器网络中的能量消耗的均衡特性，延 长了网络的生命周期，与经典能量感知路由算法ＥＡ相比，ＰＨＥＡ的性能高５０ 左右． 关键词： 无线传感器网络；能量补给；路由算法；能量感知 中图号：ＴＰ３０１．６ 文献标志码：Ａ 无线传感器网络（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ， ＷＳＮ）是由部署在检测区域内大量的廉价微型传 感器节点组成、通过无线通信方式形成的一个多跳 自组织网络系统，其目的是协作地感知、采集和处 情况和Ｄ－Ｓ证据理论；其次在其基础上提出具有 能量补给的能量感知路由算法；再次，根据传感器 节点和路径的通信代价计算节点的选择概率值，并 且使用Ｄ－Ｓ证据理论进行路由选择判决；最后通 理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察 者．ＷＳＮ与传统的Ａｄ Ｈｏｃ网络有很多不同的地 方：①节点数目庞大，ＷＳＮ经常包含有成千上万 过实验数据说明改进后算法的优越性． １问题的描述 １．１传统能量多径路由算法 能量多径路由协议ＥＡ包括路径建立、数据传 个节点，与自组织网络相比数目更多；②节点的能 量十分有限，传感器节点通常使用电池供电，其处 理能力和通信能力由于受到节点能量限制，能力十 分有限．③受特性所限，ＷＳＮ需要在提供一定服 务的条件下尽可能的将单个节点的能量消耗均衡 的分散到整个网络中，以提高网络的生命周期［１ ］． 播和路由维护三个过程．路径建立过程是其协议的 重点内容：每个节点需要知道到达目的节点的所有 下一跳节点，并计算选择每下一跳节点传输数据的 概率．概率的选择据节点到 目标节点的通信代价来 针对文献Ｅｓ］提出的能量多径路由算法不能适 用于具有能量补给条件下的无线传感器网络，提出 了具有能量补给因子的能量感知路由算法．通过仿 真实验表明文中提出的算法可以适应具有能量补 给功能的无线传感器网络的能量变化特点，具有能 量均衡性好、网络寿命长等优点．本文首先叙述了 能量感知路由算法存在的问题，简单介绍能量补给 ＊收稿日期：２０１２—０３—２６ 计算．这种算法综合的考虑了通信路径上的消耗能 量和剩余能量，节点依据概率在路由表中选择一个 节点作为路由的下一跳节点．这种算法能够较好的 将通信消耗能量分散到多条路径上，但是也有其应 用的局限性：在具有能量补给条件下应用时，没有 考虑到能量采集速率问题，并且能量采集技术的引 入使得节点能量水平会出现起伏变化，同时单纯依 作者简介：马颖（１９７９一），男，西安工业大学工程师，主要研究方向为信息处理．Ｅ－ｍａｉｌ：Ｉｎｎｏｖａｔｏｒ＠１６３．ｃｏｉｎ． ５２８ 西安工业大学学报 第３２卷 据概率选择下一跳节点具有一定的盲目性，造成一 定的能量消耗．因此并不能够在新的应用条件下也 满足能量的均衡分布，无法保证整个网络的能量负 载充分的分配到每个节点＿５。］． １．２能量补给 ＷＳＮ中的节点既要实现信息的采集、处理和 收发，又要具有路由功能．节点一般都采用电池供 电，受其工作环境因素、节点体积、成本因素的限 制，难以进行电池的更换和电能补充．因此，电池能 量是决定ＷＳＮ性能和生命周期的关键因素，从节 点所处的环境获取能量来实现自供电是解决能量 问题的有效途径．考虑到环境能量采集技术的迅速 发展，具有能量补给的节点也将会称为ＷＳＮ中研 究的热点问题．节点从所处环境中捕获其他形式的 能量并转换为可用电能的过程成为能量吸收．目前 可用的采集能量的方法比较多，主要的能量来源及 其功率密度有：太阳能１５ ０００ ｕＷ／ｃｍ。，振动３７５ ／１Ｗ／ｅｒａ。，温度（１Ｏ℃）４０ ｕＷ／ｃｍ。，气流（５ ｍ／ｓ） ３８０“Ｗ／ｃｍ。，压力变化１７５ ｌａＷ／ｃｍ３． 随着采能技术和传感器硬件技术的不断发展， 具有能量补给的传感器节点将日益普及．具有采能 单元的传感器节点由于能量得到了补充，其能量水 平会因补给而发生起伏变化，不再是单一降低．虽 然能量感知路由算法能够解决部分能量不均衡的 问题，但是并不能够满足具有能量补给功能的无线 传感器网络的实际工作特点，所以设计具有能量补 给的ＷＳＮ路由协议将十分重要． １．３ Ｄ－Ｓ证据理论算法简介 Ｄ－Ｓ证据理论中，设辨识框架Ｕ中的元素两 两不相容，并且其中所有的元素的并集为当前要识 别的全体对象集合，称２ 一［０，１］为基本概率赋值 （Ｂａｓｉｃ Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ，ＢＰＡ）函数，满足 ｛ｒｅ（Ａ）ｌ Ａ Ｕ｝一１， （ ）一０ 式中： （Ａ）表示证据对命题Ａ的支持程度．定义 函数ＢＥＬ：２ 一［０，１１，ＢＥＬ（Ａ）一∑ｍ（Ｂ）（ＶＡ Ｂｅ＿Ａ （＝＝∽称该函数为己，上的信任函数． 证据理论中的组合规则提供了组合两个证据 的规则：设ＢＥＬ 和ＢＥＬ２是同一个识别框架Ｕ上 的两个信任函数，ｍ 和ｍｚ是其对应的基本概率赋 值，焦元分别为Ａ ，Ａ２，…，Ａ和Ｂ ，Ｂ２，…， ，又设 Ｋ 一 ∑１，ｊｉ ｎＢ 一≠ ｍ （Ａ） ｚ（ ）＜１， 则 （Ｃ）＝＝＝ １，ｊＡ∑ （Ａ ） 。（Ｂ ） ｔｆｉＢ，一≠ １一Ｋ ＶＣ（＝＝Ｕ，Ｃ≠西 其采用的决策方法主要分为三种：分别为基于 信任函数的决策、基于基本概率赋值的决策和基于 最小风险的决策．出于编程方法考虑，采用第二种 方法，即基于基本概率赋制的决策，其判决规则为 设 Ａ１，Ａ２（＝＝Ｕ，满足 ｍ（Ａ１）一ｍａｘ｛ｍ（Ａ ），Ａ （＝＝Ｕ｝， ｍ（Ａ２）一ｍａｘ｛ｍ（Ａ ），Ａ （＝＝Ｕ，Ａ ≠Ａ１｝ 若有ｍ（Ａ１）一ｍ（Ａ２）＞ｅ】，ｍ（ ）＜￡２，ｍ（Ａ１）＞ ｅｒ（Ｕ），则Ａ 即为判决结果，其中ｅ，，ｅ 为预先设定 门限． ２ 具有能量补给的多径路由算法 本文提出具有能量补给的能量感知路由算法， 根据路径节点上的通信能量消耗、节点能量剩余情 况和能量补给情况，计算各下一跳节点的选择概率 值，并使用数据融合中的Ｄ—Ｓ证据理论，判决选择 下一跳节点，使数据传输能够均衡消耗整个网络的 能量，延长整个网路的生存周期．改进后的算法与 原算法在以下两个方面有所不同： ２．１ 节点间能量消耗计算公式 在网络的建立阶段中，如果节点决定转发路径 建立消息，需要计算新的代价值来替换原来的代价 值．当路径建立消息从节点Ｎ 发送到』＼，，时，该路 径的通信代价值为节点ｉ的代价值加上两个节点 间的通信能量消耗．即： ＣＮ’， ￣一 Ｃｏｓｔ（Ｎ ）＋ Ｍｅｔｒｉｘ（ Ｎ，， Ｎ ）式中：ＣＮ．， ￣．为节点Ｎ，发送数据经由节点Ｎ 路径到达目的节点的代价；Ｍｅｔｒｉｘ（Ｎｊ，Ｎ ）为节点Ｎ 到节点Ｎ 的通信能量消耗，其计算公式为 Ｍｅｔｒｉｘ（Ｎ，，Ｎ ）一 （Ｒ ＋ ） 其中： 为Ｎ 和Ｎ 直接通信的能量消耗；（ ＋ ）为节点Ｎ 的剩余能量．考虑到传感器节点具 有能量补给能力，在计算公式引入一个能量采集效 率因子 ，用来表示节点Ｎ 的能量采集速率，公式 中的ａ， 均为常量． ２．２ 下一跳节点选择算法 节点为路由表中每个下一跳节点计算基本选 第７期 马颖等：具有能量补给的无线传感器网络能量感知路由算法 ５２９ 择概率值，节点选择概率与能量消耗成反比．节点 Ｎ，使用如下公式计算选择节点Ｎｉ为 转 从上式可知 ＰⅣ．１Ｎｉ一１，Ｐ（ ）一０． ∈ＦＴｊ 因此可以将路由表看作是一个判决结果框架， 即下一跳节点的所有选择结果元素都包含在框架 中，其中的元素显然均为两两不相容的（即不会同 时选择两个节点作为下一跳节点）．因此，在这里可 以借用数据融合中的Ｄ—Ｓ证据理论的判决方法， 将不同时间上的各个节点的选择概率值进行融合， 产生判决结果，判决产生的结果即为要选择的下一 跳的节点．其过程为 １）若为第一次判决，即没有上一次判决节点 选择概率值时，则可认为之前所有节点的选择概率 值均相等，将上次选择概率值与本次节点选择概率 值进行运算判决，得到本次选择下一跳节点结果； ２）若不为第一次判决，则将上一次判决时的 节点选择概率值与本次判决的选择概率值进行运 算判决，得到下一跳节点的判决结果． ３系统仿真与结果 文中采用Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ操作系统下的Ｏｍｎｅｔ ＋＋４．０软件平台下进行仿真，仿真场景是在顶点 １００Ｘ １００ ｍ２的正方形区域内随机分布１００个传感 器节点，每个节点周期性地产生信息包．节点采用 太阳能电池供电，设其采收率为服从正态分布的随 机变量（ 一０．１ ｍＷ／ｃｍ２，０－２—１００），电池表面积 按１．５ ｃｍ 计算．节点初始能量２ Ｊ，周期２０ Ｓ，仿 真次数１０００次，数据包５００ Ｂ，广播包２５ Ｂ，包头 ２５ Ｂ，带宽１ Ｍｂ／ｓ；Ｅ １ 一５ ｎＪ／ｂｉｔ，￣ｆｒｉｓｓ－ａｍｐ一１０ ｐＪ／ｂｉｔ／ｍ２，ｓ 一一０．００１３ ｐＪ／ｂｉｔ／ｍ４，Ｅ髓一５ ｎＪ／ｂｉｔ．在上述环境下，对能量多径路由算法 （Ｅｎｅｒｇｙ Ａｗａｒｅ，ＥＡ）和具有能量补给的能量感知 算法（Ｐｏｗｅｒ Ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｗａｒｅ，ＰＨＥＡ） 进行性能比较，以网络中死亡节点数和剩余能量这 ２个参数为指标． 如图１所示网络在进行了１０００次仿真后节点 的残留数目，如图２所示则表示仿真后的网络整体 的残留能量．由图１和图２可以看出，虽然能量感 知路由协议考虑到了节点的消耗能量和剩余能量 的影响，依靠概率来随机指派下一跳节点，但是这 种方法仍具有盲目性，网络整体能量消耗分配不够 均匀．而采用Ｄ—Ｓ证据理论来对下一跳节点的选 择进行判决，有目的性的选择下一跳的节点，能够 将能量消耗更均匀的分配在整个网络，并且在考虑 到了能量补给的情况下，更加延长了节点的残留数 目及网络的整体能量，提升了网络的整体性能，延 长了网络的生命周期． ＜＿ 宅 每 跚 网络仿真轮数／个 图１网络节点残留数目 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｎｅｔｗｏｒｋ ｎｏｄｅｓ 蚓 圈 婚 銎 网络仿真轮数／个 图２网络整体残留能量 Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｅｎｅｒｇｙ ５结论 文中提出了一种具有能量补给的能量感知路 由算法ＰＨＥＡ．通过与传统的ＥＡ算法相比较，新 的ＰＨＥＡ算法具有以下优点： １）从能量角度来讲，ＰＨＥＡ算法考虑到了传 感器节点可以通过环境获取能量的具体情况，将能 量采集效率因素引入节点能量计算过程中，使得算 法的实际应用性更强，更贴近于具有能量补给的无 线传感器网络工作实际； ２）参考使用了数据融合中的Ｄ－Ｓ证据理论方 法，改进了节点从自己路由表中选择下一跳节点的 选择算法，将过去的依靠概率模式选择改为了经过 ５３０ 西安工业大学学报 第３２卷 数据融合判决后的节点选择方式，改善了无线传感 器网络整体能量消耗的均衡性，通过决策理论知识 决定路由的路径选择问题，将能量尽可能均匀的分 配到了每个传感器节点上，减少了单个节点能耗， 也延长了网络整体生命周期； ３）节点使用的Ｄ－Ｓ证据理论在用于路由决策 的同时，也能够用于节点的数据融合，缩小节点的 网络分簇路由算法［Ｊ］．福州大学学报：自然科学版， ２０１１，３９（２）：１． ＣＨＥＮ Ｙｕ－ｚｈｏｎｇ，ＣＨＥＮ Ｙｉ—ｐｉｎｇ。ＣＨＥＮ Ｇｕｏ—ｌｏｎｇ． Ａｎ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ 吲ＥＳｓ ｅｎｓｏｒＳ ＮｅｔｗｏｒｋｓＥＪ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｕｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ： Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｅｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ，２０１１，３９（２）：１．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） Ｅ４］尚兴宏，钱焕延，高德民．基于最优化理论的无线传感 器网络通信模型Ｉ－Ｊ］．计算机工程，２０１１，３７（１９）：１． ＳＨＡＮＧ Ｘｉｎｇ－ｈｏｎｇ，ＱＩＡＮ Ｈｕａｎ—ｙａｎ，ＧＡ０ Ｄｅ—ｍｉｎ． Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ１ 数据包，降低数据传输量，节省了节点的存储空间． 参考文献： Ｅｌｉ 杨小军．无线传感器网络下分布式决策融合方法综述 ［Ｊ］．计算机工程与应用，２０１２，４８（１１）：１． ＹＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｊｕｎ．Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１１，３７（１９）：１．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［５］ ＲＡＨＵＬ Ｃ ＳＨＡＨ，ＪＡＮ Ｍ Ｒａｂａｅｙ．Ｅｎｅｒｇｙ Ａｗａｒｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ ｆｏｒ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｄ Ｈｏｃ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ Ｆｕｓｉｏｎ ｉｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１２，４８（１１）：１． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ｒ Ｃ］／／Ｐｒｏｃ ＩＥＥＥ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＷＣＮＣ ２００２），ＩＥＥＥ，２００２ （１）：１７． ［２］ 李延晓，张月玲，管桦，等．一种无线传感器网络能量 有效算法研究ＥＪ］．西安电子科技大学学报：自然科学 版，２０１２，３９（１）：２０１． ＬＩ Ｙａｎ—ｘｉａｏ，ＺＨＡＮＧ Ｙｕｅ—ｌｉｎｇ，ＧＵＡＮ Ｈｕａ，ｅｔ ａ１． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ａ Ｎｏｖｅｌ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ＭＡＣ ［６］ＲＯＵＮＤＹ Ｓ，ＬＥＬＡＮＤ Ｅ ｓ－Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ ｆｏｒ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ—ｂａｓｅｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｃａｖｅｎｇｅｒｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｐｅｒｖａｓｉｖｅ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，２００５，４（１）：２８． ［７］ＦＡＰＯＪＵＷＯ Ｐ，ＣＡＮＯ ＴＩＮＯＣＯ Ｅｎｅｒｇｙ ｏｎｓｕｍｐｔｉＣｏｎ ａｎｄ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｄｅｌａｙ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＱｏＳ Ｅｎｈａｎｅｅｄ Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｓｅｎｓｏｒ ＮｅｔｗｏｒｋｓＥＪ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｘｉｄｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ，２０１２，３９ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２００９，１０， （１）：２０１．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［３］ 陈羽中，陈亦萍，陈国龙．一种能量高效的无线传感器 （８）：５３６６． Ｅｎｅｒｇｙ Ａｗａｒｅ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｗｉｔｈ Ｐｏｗｅｒ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ ＭＡ Ｙｉｎｇ ，ＱＩ Ｈａｏ ，ＦＡＮ Ｗｅｉ—ｔａｏ。 （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１００３２，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｎｏ ９４１７５ Ｔｒｏｏｐｓ ｏｆ ＰＬＡ，Ｗｕｌｕｍｕｑｉ ８３００００，Ｃｈｉｎａ；３．Ｎｏ ９３９２９ Ｔｒｏｏｐｓ ＰＬＡ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｄａｐｔ ｔｏ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｕｐｐｌｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｓｅｎｓｏｒ ｎｅｔｗｏｒｋ（ＷＳＮ） ｕｎｄｅｒ ｎｅｗ ｅｎｅｒｇｙ ａｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｎｏｄｅ ｅｎｅｒｇｙ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｓｕｐｐｌｙ ｖｅｌｏｃｉｔｙ，ａ ｎｅｗ ｒｏｕｔｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｓｕｐｐｌｙ ｎａｍｅｄ Ｐｏｗｅｒ—Ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｗａｒｅ（ＰＨＥＡ）ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｔｈｅ ｆａｃｔ ｉｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ｔｈａｔ ｓｅｎｓｏｒ ｎｏｄｅｓ ｃａｎ ｏｂｔａｉｎ ｅｎｅｒｇｙ ｆｒｏｍ ａｒｏｕｎｄ．Ｄｅｍｐｓｔｅｒ—Ｓｈａｆｅｒ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｕｓｉｏｎ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｅｌｅｃｔ ｔｈｅ ｎｅｘｔ—ｈｏｐ ｎｏｄｅ，ｓｏ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｕｎｉｆｏｒｍｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｏｖｅｒ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｉｎ ＷＳＮ ｗｉｔｈ ｅｎｅｒｇｙ ｓｕｐｐｌｙ ｆａｃｔｏｒｓ ｃｏｍｓｉｄｅｒｅｄ，ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｌｉｆｅ ｃｙｃｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ＥＡ，ａ ｃｌａｓｓｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ａｗａｒｅ ｒｏｕｔｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ＰＨＥＡ’ｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｙ ５０ ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｓｅｎｓｏｒ ｎｅｔｗｏｒｋｓ；ｐｏｗｅｒ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ；ｒｏｕｔｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｅｎｅｒｇｙ ａｗａｒｅ （责任编辑、校对杜亚勤）
