无线传感器网络路由协议的研究与改进

论文摘要

无线传感器网络（WSN）融合了微传感器、嵌入式计算、现代网络和无线通信四大技术,作为一种新的计算模式推动着科技的发展和社会的进步。它能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时感知、处理信息,从而为人们提供大量真实可靠的监测信息,在军事应用、环境监测、空间探索和灾难拯救等领域具有极为广阔的应用前景。路由协议是一套将数据从源节点传输到目的节点的机制。在无线传感器网络中,节点的能量非常有限,且不易补充,因此其路出协议的设计要以降低节点能量消耗,延长整体网络生命周期为主要目标。在对比分析各类典型的路出协议基础上,重点研究了LEACH协议,并在LEACH-C分簇算法的基础上,提出了BEC-LEACH协议,该协议加入了对节点能量的监控,并通过选择临时簇首节点以及在分簇内寻找中间转发节点来均衡传感器网络中各节点的能耗和负担,即分簇内成员节点与簇首节点之间的通信采用多跳的通信方式来实现,以达到提高网络生命周期的目的。本文详细描述了算法,并给出了相应的算法流程图,同时还对算法进行了多种情况下的仿真实验和结果分析。结果表明,通过对节点能量进行控制,网络的生存周期得到了延长。最后,我们从均衡网络负载延长网络生命周期的角度出发,提出基于多路径的GEAR协议一—BMP-GEAR协议。该协议中,建立了从源节点到目的节点的多条路径。并在NS2下进行仿真,结果表明,BMP-GEAR协议相比GEAR协议能够延长网络生命周期。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 无线传感器网络概述
• 1.3.1 无线传感器网络的概念
• 1.3.2 无线传感器网络的应用
• 1.4 本论文的内容安排
• 1.5 本章小结
• 第二章 无线传感器网络路由协议分析
• 2.1 无线传感器网络路由协议概述
• 2.2 无线传感器网络路由协议设计标准
• 2.3 无线传感器网络路由协议的分类
• 2.4 常见无线传感器网络路由协议的分析
• 2.4.1 路由协议的分析
• 2.4.2 路由协议的比较
• 2.5 无线传感器网络路由协议的研究策略
• 2.6 本章小结
• 第三章 LEACH协议的改进
• 3.1 LEACH协议概述
• 3.1.1 网络系统模型
• 3.1.2 LEACH协议算法描述
• 3.2 改进的BEC-LEACH协议
• 3.2.1 改进思想
• 3.2.2 算法流程
• 3.2.4 仿真结果及分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 GEAR协议的优化
• 4.1 GEAR协议概述
• 4.1.1 协议描述
• 4.1.2 GEAR协议的局限性
• 4.2 改进的BMP-GEAR协议
• 4.3 仿真结果及分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读硕士学位期间的主要研究成果