无线传感器网络中分簇路由技术的研究

论文摘要

传感器节点的能量限制直接决定了无线传感器网络的工作寿命。因此,传感器节点能否高效地使用能源是无线传感器网络设计中最重要的目标之一。在无线传感器网络的数据传输过程中,如果在数据转发之前先对数据进行融合处理,即可减少传输过程中的冗余数据量,从而有效降低整个网络的能耗。本文对无线传感器网络的分簇和路由技术作了较为深入的研究。本文主要研究内容如下所示:（1）提出一种双簇头结构的数据收集协议（EADC协议）。EADC协议首先通过比较传感器节点剩余能量与邻居节点的平均剩余能量来选择每个簇结构中的主簇头。然后通过在簇结构中增加一个副簇头来替代主簇头数据转发的工作。最后,副簇头依照层结构转发数据。（2）使用OMNeT++实验平台对EADC协议进行了仿真。EADC协议的实验结果与LEACH协议、EADEEG协议相比较,可以有效地均衡节点的能量消耗,减少整个网络的能耗,延长网络的生命周期。（3）提出一种基于k-均值聚类和最小二乘原理的路由质量协议（KLRQP协议）。KLRQP协议首先使用k-均值聚类的方法分离出误差数据。然后,使用最小二乘原理对剩余可靠数据进行融合处理。从而有效提高网络中的路由质量。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.2 无线传感器网络路由协议研究现状
• 1.2.1 平面式路由协议
• 1.2.2 层次式路由协议
• 1.2.3 平面路由协议与层次路由协议分析与比较
• 1.3 论文主要研究内容
• 1.4 论文的组织结构
• 第二章 预备知识
• 2.1 无线传感器网络概述
• 2.1.1 无线传感器网络的体系结构
• 2.1.2 无线传感器网络的特点
• 2.1.3 无线传感器网络研究的关键技术
• 2.2 无线传感器网络路由协议简介
• 2.2.1 无线传感器网络路由协议的功能与特点
• 2.2.2 无线传感器网络路由协议分类
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于能量感知的双簇头数据收集协议设计
• 3.1 引言
• 3.2 EADEEG 协议分析
• 3.2.1 EADEEG 实现原理
• 3.2.2 EADEEG 协议特点与缺陷分析
• 3.3 EADC 协议设计思想
• 3.3.1 协议的网络模型
• 3.3.2 EADC 协议的启动与网络初始化
• 3.3.3 簇的生成
• 3.3.4 路由构建
• 3.3.5 数据传输
• 3.4 协议特点与性能分析
• 3.5 EADC 协议的设计
• 3.5.1 协议的总体设计
• 3.5.2 Sink 端详细设计
• 3.5.3 Node 端详细设计
• 3.6 本章小结
• 第四章 协议实现与仿真评测
• 4.1 OMNeT++仿真平台概述
• 4.2 EADC 协议的实现
• 4.2.1 网络模型描述
• 4.2.2 协议消息设计
• 4.2.3 Sink 端协议类的设计与实现
• 4.2.4 Node 端协议类的设计与实现
• 4.3 EADC 协议的仿真分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 无线传感网中基于数据融合的路由质量协议
• 5.1 引言
• 5.2 数据融合的理论基础
• 5.2.1 数据融合的基本原理
• 5.2.2 数据融合的作用
• 5.3 多传感器数据融合技术
• 5.4 协议特点与性能分析
• 5.4.1 k-均值聚类
• 5.4.2 基于最小二乘估计的权数的确定
• 5.4.3 仿真实验
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 进一步展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表（录用）的论文
• 致谢