随着传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步,无线传感器网络(WSN,Wireless Sensor Network)孕育而生。航标是水运航道的基础助航设施,直接影响着船舶的航行安全与航道的管理。基于无线传感器网络的航标遥测遥控系统,设计了多功能的一体化终端RTU(Remote terminal Unit),使监控中心能够获得更多更准确的信息。监控中心系统软件,能够有效地提高航标的管理效率,降低航标的维护费用,减轻航标管理人员的劳动强度,并实现航标信息的数字化共享。 当前常用的各种无线传感器网络路由算法,包括平面路由、层次路由、地理位置路由等,都不能有效地降低网络能耗。基于拓扑控制的GAF(Geographical Adaptive Fidelity)算法,将网络划分成若干个虚拟单元格,同一单元格内选举一个节点在一定周期内作为簇头,代替整个单元格实现通信功能,其它节点则处于休眠状态,以此大幅降低节点与整个网络的功耗,延长网络的使用寿命。 本文的主要工作是对基于无线传感器网络的航标遥测遥控系统路由协议进行研究。先对无线传感器网络及航标遥测遥控系统进行介绍与说明,在分析了各种无线传感器网络的路由算法的同时,结合航标遥测遥控系统本身的特点,以GAF算法为研究对象,围绕其RTU在节点失效过程中的健壮性问题提出了改进算法,提出在每个单元格中推选出两个节点作为簇头,防止节点失效而给整个网络通信所造成的障碍,从而降低网络的丢包率。本论文进行了算法的理论分析和NS2平台上的仿真实验,将改进后的算法和改进前的算法进行了对照比较,验证了改进算法在数据丢包率和节能方而的综合优势。 本文的创新点在于,对基于拓扑控制的GAF算法,结合航标遥测遥控系统的特点进行了改进；将改进的GAF路由算法,在航标遥测遥控系统上给予了实现。