工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能路由技術(shù)研究與仿真實現(xiàn)

【摘要】：隨著計算機、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。在工業(yè)環(huán)境領(lǐng)域,由于其自身環(huán)境的嚴酷性,面臨的危險也很多,因此將無線傳感器技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境中,將會帶來傳統(tǒng)工業(yè)無法比擬的優(yōu)勢。但是,由于其工業(yè)環(huán)境干擾性以及無線節(jié)點能量資源受限等因素,傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由機制已無法滿足工業(yè)應(yīng)用對于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性、可靠性以及節(jié)能性的要求,設(shè)計面向工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能路由技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外專家與學者研究的熱點問題。 在國內(nèi)外專家與學者的研究基礎(chǔ)之上,本文分析了原有的經(jīng)典AODV協(xié)議特點,針對AODV協(xié)議的不足之處即沒有考慮到節(jié)點能量方面的問題,提出了一種基于能量均衡的路由機制,將節(jié)點的能量作為主要考慮因素,并對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時延做了相應(yīng)的改進,在實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量均衡的同時,降低了網(wǎng)絡(luò)延遲,提高了整個網(wǎng)絡(luò)的生命周期。此外,針對工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能需求,提出一種基于能量的自調(diào)節(jié)SELF路由機制,通過根據(jù)節(jié)點的剩余能量選擇從源節(jié)點到目的節(jié)點的合適路由,在保證能量消耗均衡的基礎(chǔ)之上,當數(shù)據(jù)傳輸過程中某節(jié)點能量低于能量域值時,采取自我調(diào)節(jié)機制,使得網(wǎng)絡(luò)不會因為某個節(jié)點的失效而影響整個網(wǎng)絡(luò),降低網(wǎng)絡(luò)丟包率,提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行缘耐瑫r,延長網(wǎng)絡(luò)生存時間。 基于NS2的仿真平臺,對本文設(shè)計的基于能量均衡的EAODV路由機制和自調(diào)節(jié)的SELF路由機制以及經(jīng)典路由協(xié)議AODV進行仿真實現(xiàn),并對仿真結(jié)果進行分析。通過與經(jīng)典路由機制AODV相比,本文設(shè)計的路由機制均能夠以更少的能耗和較低的延遲來保證數(shù)據(jù)的傳輸可靠性,同時延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期。 【關(guān)鍵詞】：工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 路由機制 節(jié)能路由算法 NS2
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 研究背景及意義10-14
• 1.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述10-12
• 1.1.2 工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)12-13
• 1.1.3 研究意義13-14
• 1.2 工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀14-22
• 1.2.1 關(guān)鍵技術(shù)研究進展14-15
• 1.2.2 標準化研究進展15-20
• 1.2.3 技術(shù)挑戰(zhàn)與設(shè)計目標20-22
• 1.3 論文研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)22-23
• 1.4 課題來源23-24
• 第2章 工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議24-32
• 2.1 路由協(xié)議分類24-25
• 2.2 節(jié)能路由協(xié)議的研究25-29
• 2.2.1 經(jīng)典節(jié)能路由協(xié)議25-28
• 2.2.2 能量感知路由協(xié)議28-29
• 2.3 節(jié)能路由協(xié)議設(shè)計指標29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 一種基于能量均衡的EAODV協(xié)議的研究與設(shè)計32-50
• 3.1 提出背景32-34
• 3.1.1 AODV工作流程32-33
• 3.1.2 AODV協(xié)議特點33-34
• 3.2 算法思想34-35
• 3.3 EAODV協(xié)議設(shè)計35-40
• 3.3.1 算法總體設(shè)計35-37
• 3.3.2 消息格式設(shè)計37-39
• 3.3.3 路由表設(shè)計39-40
• 3.4 EAODV協(xié)議的工作流程40-48
• 3.4.1 路由發(fā)起階段40-45
• 3.4.2 路由維護流程45-48
• 3.5 本章小結(jié)48-50
• 第4章 一種基于能量自調(diào)節(jié)SELF協(xié)議的研究與設(shè)計50-62
• 4.1 提出背景50-51
• 4.2 算法思想51-52
• 4.3 SELF協(xié)議設(shè)計52-57
• 4.3.1 算法總體設(shè)計52-54
• 4.3.2 消息格式設(shè)計54-56
• 4.3.3 路由表格式設(shè)計56-57
• 4.4 SELF協(xié)議工作流程57-60
• 4.4.1 信息收集階段58
• 4.4.2 路由發(fā)現(xiàn)階段58-59
• 4.4.3 自調(diào)節(jié)機制階段59-60
• 4.5 本章小結(jié)60-62
• 第5章 仿真實現(xiàn)與性能分析62-72
• 5.1 NS2仿真平臺62-64
• 5.1.1 NS2簡介62
• 5.1.2 NS2的層次結(jié)構(gòu)與功能模塊62-64
• 5.1.3 NS2模擬方法與一般過程64
• 5.2 仿真實現(xiàn)64-68
• 5.2.1 用C++建立新協(xié)議65-66
• 5.2.2 仿真模型66-68
• 5.3 仿真結(jié)果分析68-71
• 5.3.1 能量有效性比較分析68-69
• 5.3.2 傳統(tǒng)性能比較分析69-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 第6章 結(jié)論與展望72-74
• 6.1 結(jié)論72-73
• 6.2 工作展望73-74
• 參考文獻74-78
• 致謝78-80
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文80

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