无线传感器网络(WSN)是继因特网之后,将对21世纪人类生活方式产生重大影响的IT热点技术。因特网改变了人与人之间交流、沟通的方式,而无线传感器网络将逻辑上的信息世界与真实物理世界融合在一起,将改变人与自然交互的方式。 随着传感技术、通信技术和计算机技术的飞速发展以及MEMS技术的日益成熟与完善,传感器网络作为一项新型的信息采集技术日益受到国内外的高度重视。通过将大量具有传感器、数据处理单元及通信模块的微小智能节点密集地撤布在感知区域,节点间以自组织方式构成的网络称为传感器网络,如果节点间的通信媒介是无线的话则称之为无线传感器网络。无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,传送到这些信息的用户。与传统的中心化处理相比,传感器网络具有鲁棒性高、准确性高、灵活性高及智能化强等优点,可以被广泛地应用于国防军事、国家安全、环境监测、交通管理、医疗卫生、制造业、反恐抗灾等领域。 论文在简要介绍相关背景及试验平台的基础上重点对无线传感器网络的组织结构进行了探讨,针对其特点与应用需求,提出了一种新的基于被动聚类的网络组织结构EEPC(Energy Efficient Protocol with Passive Clustering)。该协议克服了原有协议性能上的缺陷,具有更好的可扩展性与容错性,同时实现了移动节点与无线网络的无缝连接。此外,在自组织无线传感器网络领域,由于受到能源以及带宽等资源的限制,使得网络的分解成为研究工作者面临的一项挑战性课题。本文针对如何有效地将网络进行分解以提高网络的自组织效率问题,提出了一种新的基于预算的网络分解方案,并给出了两种算法实现。对比原有的扩展广播算法,在分解网络进而产生一定大小的聚类时,新算法的信息复杂度大大降低。最后论文给出了一个简单的传感器网络原型系统的实现。 论文中所提出的聚类算法和网络组织结构能够应用于大规模无线自组织传感器网络以及其他的网络。同时论文所研究的技术为今后的进一步研究奠定了良好的基础。