分簇无线传感器网络能量消耗的研究

论文摘要

传感器网络是一种以采集数据,发送数据和通信为目的的新型网络。传感器节点一般在野外工作,由电池供电,因此如何尽可能的碱少能量消托,延长网络生存期是传感器网络的一个重要性能指标。围绕如何延长网络生存期,主要解决方法是分簇算法。分簇算法中,如何提高能量效率成为关系网络生存期的一个重要因素。本文以此为研究背景,首先介绍了无线传感器网络的特点、应用、研究现状以及发展前景;然后简述了目前存在的几种典型的无线传感器分簇算法及能耗模型,并在此模型上提出了能量有效算法,通过对簇半径参数分析,推导出与网络能耗的关系。最后设计了一种新的簇划分算法,通过权衡节点能量、节点度、通信代价多种因素,进一步降低网络能耗,减少簇之间的通信重叠,延长网络生命周期。论文的主要工作如下:1、主要的无线传感器网络分簇算法分析2、无线传感器网络的能耗分析3、根据能量消耗算法优化簇半径4、权衡网络能耗因素,设计新的簇划分算法上述算法通过仿真验证了其有效性,为相关的研究工作提供了参考和借鉴。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 无线传感器网络概述
• 1.2 无线传感器网络特征
• 1.3 无线传感器网络的体系结构
• 1.3.1 无线传感器网络结构
• 1.3.2 无线传感器节点结构
• 1.3.3 无线传感器网络的协议栈
• 1.4 无线传感器网络的研究现状
• 1.5 应用
• 1.6 无线传感器网络需要解决的主要问题
• 1.7 论文的主要工作
• 1.8 本文的结构
• 第二章 无线传感器网络路由协议的研究
• 2.1 无线传感器网络路由协议特征
• 2.2 无线传感器网络路由协议分类
• 2.3 典型的分簇算法
• 2.3.1 LEACH算法
• 2.3.2 TEEN算法
• 2.3.3 PEGASIS算法
• 第三章 无线传感器网络的能耗分析
• 3.1 受限因素分析
• 3.1.1 传感器节点的受限因素
• 3.1.2 网络协议的受限因素
• 3.2 无线传感器网络能耗分析
• 3.2.1 无线传感器网络中节点能耗分析
• 2.3.2 网络通信协议的能耗分析
• 3.3 小结
• 第四章 基于分簇算法能量优化的研究
• 4.1 问题的提出
• 4.2 问题定义
• 4.3 分簇算法能量优化的研究
• 4.3.1 网络模型
• 4.3.2 能量消耗模型
• 4.3.3 算法描述
• 4.4 仿真
• 4.5 结论
• 第五章 基于适应度的节能簇划分算法的研究
• 5.1 引言
• 5.2 系统模型
• 5.3 基于适应度的节能簇划分算法
• 5.3.1 算法思想
• 5.3.2 算法描述
• 5.3.3 算法状态图及迁移过程
• 5.4 算法分析及仿真
• 5.4.1 改进算法簇划分仿真过程
• 5.4.2 与最大连通度算法比较
• 5.4.3 生存节点数目比较
• 5.5 结论
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 未来的工作
• 参考文献
• 发表的学术论文情况
• 作者简历
• 致谢