智能无线传感器网络组网技术研究

智能无线传感器网络组网技术研究

论文摘要

无线传感器网络作为新兴的网络测控技术,是能够自主实现数据采集、融合和传输应用的智能网络应用系统。无线传感器网络使逻辑上的信息世界与真实的物理世界紧密结合,从而真正实现“无处不在的计算”模式。无线传感器网络无论是在国防,还是在国民经济的各个领域均有着广阔的应用前景。拓扑控制技术作为无线传感器网络的关键技术之一,对整个网络的稳定性,路由协议及数据传输等具有重要意义。本文研究了无线传感器网络拓扑控制算法,并对前人提出的拓扑发现(TopDisc)算法进行了改进。针对无线传感器节点固定不动的情况中,无线传感器网络能源有限性和拓扑结构多变性等特点,考虑到原TopDisc算法没有涉及节点能量控制,在TopDisc算法的基础上针对节点能耗作了一定程度的改进,设计了更节能的无线传感器网络拓扑控制算法——带能量控制的拓扑发现算法。改进算法利用新的时延机制,在响应拓扑发现请求时把节点自身的剩余能量考虑在内,与距离加权后影响邻节点的发送时延。带能量控制的拓扑发现算法分为反比型和负比例型两种。用Visual C++6.0编程进行了软件仿真,结果证明改进的TopDisc算法在节能性方面比原有TopDisc算法有所提高。在论文的最后提出了TopDisc拓扑控制算法未来的研究目标。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 创新点摘要
  • 引言
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 研究意义
  • 1.3 国内外研究现状
  • 1.3.1 军事领域研究现状
  • 1.3.2 民用领域研究现状
  • 1.3.3 学术界领域研究现状
  • 1.4 本文工作与章节安排
  • 第二章 无线传感器网络拓扑控制
  • 2.1 传感器节点的定义
  • 2.1.1 无线传感器网络的体系结构
  • 2.1.2 无线网络与无线传感器网络的区别
  • 2.1.3 无线传感器网络面临的问题和挑战
  • 2.1.4 无线传感器网络的参考模型
  • 2.2 无线传感器网络拓扑控制
  • 2.2.1 拓扑控制概述
  • 2.2.2 目前存在的拓扑控制算法
  • 2.3 本章小结
  • 第三章 拓扑发现算法及其改进算法
  • 3.1 TopDisc 算法
  • 3.1.1 三色算法
  • 3.1.2 四色算法
  • 3.2 TopDisc 算法的改进算法设计
  • 3.2.1 对于时延机制的分析
  • 3.2.2 改进算法设计——带能量控制的拓扑发现算法
  • 3.3 带能量控制的拓扑发现算法(四色算法)执行步骤
  • 3.4 改进算法的预期效果及应用可行性研究
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 改进算法的实验与仿真
  • 4.1 仿真软件介绍
  • 4.2 仿真实验设计
  • 4.3 仿真程序流程
  • 4.3.1 仿真主程序流程图
  • 4.3.2 拓扑发现算法仿真子程序流程图
  • 4.3.3 网络生存期探测子程序流程图
  • 4.4 仿真结果及分析
  • 4.4.1 带能量控制的四色算法(反比型)仿真结果
  • 4.4.2 带能量控制的四色算法(负比例型)仿真结果
  • 4.4.3 能量控制的权系数c 2 对算法的影响
  • 4.5 拓扑发现算法的未来研究目标
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 结论
  • 参考文献
  • 附录1
  • 附录2
  • 附录3
  • 附录4
  • 附录5
  • 附录6
  • 发表文章目录
  • 致谢
  • 详细摘要
  • 相关论文文献

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