无线传感器网络中能量有效的加权分簇路由协议研究

论文摘要

随着微处理器、无线通信技术和微机电系统的发展,产生了无线传感器网络这一新的信息获取和处理模式。多个传感器节点通过无线通信、自组织方式构成网络,协同工作实时感知、获取和处理信息。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。由于传感器网络节点数量庞大、单个节点资源极其有限,因此路由协议设计的目标是有效节约能源,延长网络生命周期。通过分析和比较国外提出的几种无线传感器网络的路由协议,并借鉴其中的优秀思想,综合考虑节点的度和能量的情况下,设计了一种能量有效的加权分簇算法对网络进行分簇。然后在分簇的基础上,引入簇标识和簇级别的概念,采用建立簇的级别以优化路由发现方式和簇内单跳与簇间多跳改进数据传输方式的策略,设计了能量有效的加权分簇路由协议,最后对分簇算法和路由协议进行了仿真测试。经OMNET++平台上的仿真测试,证明该路由协议在延长网络寿命,均衡网络各节点能量消耗等方面有较好的性能,是一种适合大规模连续性数据流无线传感器网络的路由协议,基本达到了路由协议设计目标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究目的和意义
• 1.4 论文组织
• 第二章 无线传感器网络路由协议研究
• 2.1 无线传感器网络协议栈
• 2.2 无线传感器网络层协议需要解决的问题
• 2.3 无线传感器网络几种层次路由协议
• 2.3.1 低能量自适用分簇 LEACH协议
• 2.3.2 对门限敏感的能量有效性协议
• 2.3.3 混合式能量有效的分布式分簇路由协议
• 2.3.4 分布式的高效节能的传感器网络数据收集和聚合协议
• 2.4 几种层次路由协议比较
• 2.5 本章小节
• 第三章 能量有效的加权分簇算法的研究
• 3.1 算法提出背景
• 3.2 网络模型及定义
• 3.3 能量有效的加权分簇算法
• 3.3.1 EEWCA算法的基本思想
• 3.3.2 节点的状态转换
• 3.3.3 分簇算法的基本步骤
• 3.4 算法的分析与仿真
• 3.4.1 算法的分析
• 3.4.2 算法的仿真
• 3.4.3 能量有效的加权分簇算法优势
• 3.5 本章小节
• 第四章 能量有效的加权分簇路由协议的研究
• 4.1 路由算法降低能耗的方法
• 4.2 EEWCP协议提出的理论基础和依据
• 4.2.1 EEWCP协议提出的理论基础
• 4.2.2 协议的设计依据
• 4.3 EEWCP的设计思想
• 4.3.1 协议在系统中的位置
• 4.3.2 系统模型
• 4.3.3 协议采用的几种机制
• 4.4 EEWCP主要功能模块
• 4.5 EEWCP的设计
• 4.5.1 路由发现阶段
• 4.5.2 数据传输阶段
• 4.5.3 路由的维护
• 4.6 协议的分析与仿真
• 4.6.1 协议的理论分析
• 4.6.2 协议的仿真设计
• 4.6.3 仿真结果分析
• 4.7 本章小节
• 第五章 工作总结与研究展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果