基于传感器网络的数据转发算法的研究

论文题目: 基于传感器网络的数据转发算法的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 计算机系统结构

作者: 赵芸

导师: 罗慧琼

关键词: 传感器网络,成本字段,延迟,信用值,源发节点,接收发送器

文献来源: 电子科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 集成了传感器、嵌入式计算、网络和无线通信四大技术而形成的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,它是一种新型的无基础设施的无线网络,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,传送到需要这些信息的用户。无线传感器网络是计算机科学技术的一个新的研究领域,具有十分广阔的应用前景,引起了学术界和工业界的高度重视。近年来,随着硬件技术的发展,低成本、低功耗芯片的出现,使得人们布置大型的传感器网络成为可能。尽管现在有多种用于传感器网络的数据转发方法,怎样在一组微型、较脆弱的传感器构成的大型网络中可靠地传递数据仍然是研究的重点。本文提出了利用传感器所消耗的能量的大小来控制数据转发方向的方法。首先,提出了一种新的建立成本字段的算法——基于延迟的成本字段建立算法,每个节点只需要广播一次数据包就可以找到通往接收转发器的最小成本。该方法利用了一段时间的延迟克服了原有的扩散法建立成本字段带来的信息爆炸和能量消耗过多的问题。接着提出了基于信用值的数据转发算法。该算法考虑到了传感器网络所面临的电源能量有限、节点失效和难免出现的无线连接错误的情况,是一种适用于大型网络的牢固的数据传输方法。在这种方法中,不是由发送节点去指定由哪个节点继续转发数据,而是利用了每个节点拥有的最少成本和预先设定好的控制网路宽度的信用值,来进行是否继续转发数据包的判断。数据包在转发过程中采用了多路径的方式,这种交替传输的方法,克服了由于某条路径上的节点失效或者链接失误带来的不稳定性,增加了系统的健壮性。该算法充分利用了大型传感器网络的特点,通过多传感器的协作努力而不是任何一个单独的传感器节点来实现系统的牢固性。经过在NS2 平台上的仿真测试,证明了我们设计的两个算法都达到了预期的目的。

论文目录:

摘要

Abstract

目录

第一章 引言

1.1 课题背景和意义

1.2 传感器网络国内外发展动态

1.2.1 国外研究状况

1.2.1.1 军事领域的研究进展情况

1.2.1.2 民用领域的研究进展情况

1.2.1.3 学术界的研究进展情况

1.2.2 国内研究状况

1.3 主要完成的工作

1.4 各章节内容安排

第二章 传感器网络概述

2.1 无线网络技术的分类

2.2 传感器网络的概念和构成

2.3 传感器节点技术的突破

2.4 传感器网络的体系结构

2.5 传感器网络的分层模型

2.6 传感器网络的特点和挑战

2.7 传感器网络的性能评价

2.8 传感器网络的应用领域

2.8.1 军事应用

2.8.2 环境科学

2.8.3 医学应用

2.8.4 空间探索

2.8.5 商业应用

2.9 本章小结

第三章 总体设计概述

3.1 现有路由协议的分析

3.1.1 扩散发(Flooding)

3.1.2 基于协商的路由协议 SPIN (Sensor Protocol for Information via Negotiation)

3.1.3 MTE (Minimum Transmission Energy)

3.1.4 定向扩散(Directed Diffusion)

3.1.5 低功耗自适应聚类路由算法 LEACH (Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)

3.1.6 TEEN(Threshold sensitive Energy Efficient sensor Network protocol)

3.1.7 多层聚类协议(Hierarchical Clustering Protocol)

3.2 设计目的

3.3 总体设计思路

3.3.1 常用名称介绍

3.3.2 设计模型

3.3.3 设计概述

3.3.4 设计步骤

3.4 本章小结

第四章 最小成本字段的建立

4.1 成本字段建立的意义

4.2 基于最小成本路径数据转发的方法

4.3 最初建立成本字段的方法:扩散法

4.4 基于延迟的成本字段的建立算法

4.4.1 算法概述

4.4.2 算法实现和特点

4.4.3 算法证明

4.5 本章小结

第五章 基于信用值的数据转发算法

5.1 问题提出

5.2 设计思想

5.3 算法描述

5.3.1 数据包的格式

5.3.2 举例说明

5.3.3 算法实现

5.3.4 算法证明

5.4 算法的特点

5.5 本章小结

第六章 仿真测试

6.1 仿真工具N52介绍

6.2 仿真环境

6.2.1 搭建仿真环境

6.2.2 信道模型和无线电传输能源损耗模型

6.3 仿真结果分析

6.3.1 对基于延迟的成本字段建立算法仿真结果的分析

6.3.1.1 延迟时间系数γ的影响

6.3.2 对基于信用值的数据转发算法仿真结果的分析

6.3.2.1 信用值对系统的影响

6.3.2.2 节点失效和数据包丢失对系统的影响

6.4 本章小结

第七章 结束语

参考文献

致谢

个人简历

发布时间: 2005-09-23

参考文献

• [1].无线传感器网络能量有效层次型数据转发策略研究[D]. 李兴.重庆邮电大学2017
• [2].移动群智感知中的机会传输机制研究[D]. 王巧莉.新疆大学2018
• [3].基于社区划分的机会网络路由协议研究与实现[D]. 冯莹.南京邮电大学2018
• [4].车联网中基于链路质量的数据转发算法研究[D]. 田甜.西安理工大学2018
• [5].恶意串谋攻击容忍的机会网络数据转发策略研究[D]. 李无忧.重庆邮电大学2017
• [6].水下数据转发系统研究与实现[D]. 秦英明.哈尔滨工程大学2012
• [7].具有能量效率的无线传感器网络路由协议研究[D]. 郑伟.南京邮电大学2011
• [8].无线传感器网络抗毁性研究[D]. 马士强.西安电子科技大学2012
• [9].软件定义车联网中数据转发激励机制的研究[D]. 田伟民.北京交通大学2017
• [10].灾后救援环境下的机会网络中的数据转发策略与仿真[D]. 李露银.湖南科技大学2016

相关论文

• [1].无线传感器网络中恶意节点的检测和定位策略研究[D]. 许金红.中南大学2009
• [2].一种基于LEACH的无线传感器网络路由算法[D]. 肖伟茂.西安电子科技大学2006
• [3].无线传感器网络路由协议的设计与仿真[D]. 王春.电子科技大学2004
• [4].无线传感器网络研究与设计[D]. 徐金星.浙江大学2005
• [5].传感器网络中基于位置信息的路由算法研究[D]. 张锦.湖南大学2005
• [6].基于有限能量的无线传感器网络协议研究[D]. 王鸿彦.河海大学2005
• [7].无线传感器网络中数据发布算法的研究[D]. 刘炎艳.湖南大学2005
• [8].传感器网络配置算法的研究[D]. 伍一.黑龙江大学2005
• [9].大规模无线传感器网络中能源有效性路由协议研究[D]. 刘新华.武汉理工大学2005
• [10].无线传感器网络能量消耗和生命期分析[D]. 杨柳.天津大学2004

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