無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議中基于定位的節(jié)能算法研究

【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network; WSN)是由大量傳感器節(jié)點以自組織和多跳的方式組成的網(wǎng)絡(luò),這些節(jié)點隨機(jī)分布在被監(jiān)測區(qū)域中,感知、采集和處理被監(jiān)測區(qū)域內(nèi)感知對象的監(jiān)測信息,并將這些信息發(fā)送給觀察者。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)一般部署在人員不方便到達(dá)的區(qū)域,例如雷區(qū)和礦井等。傳感器節(jié)點一般由電池供電,電池能量有限且無法補(bǔ)充,一旦能量消耗完畢,節(jié)點即宣告死亡。傳感器節(jié)點的通信模塊消耗了大部分的能量,主要用于信息的發(fā)送和接收。因此改進(jìn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議,使節(jié)點在通信過程中消耗更少的能量,這樣就能增加無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壽命。 現(xiàn)有無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的節(jié)能研究都是建立在已知節(jié)點精確位置信息的理想環(huán)境基礎(chǔ)上。但實際應(yīng)用中大多數(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的位置隨機(jī)分布,只有少數(shù)的節(jié)點具有精確的位置信息,未知節(jié)點需要通過定位過程才能獲取其位置信息,而所獲得的位置信息存在一定誤差。所以在此理想環(huán)境下的路由協(xié)議節(jié)能研究并不能很好的適用于現(xiàn)實場景。 本文首先指出存在誤差的節(jié)點位置坐標(biāo)是研究路由協(xié)議節(jié)能的前提,理想狀態(tài)下的節(jié)能分析與真實場景偏差較大。然后一方面通過改進(jìn)的Dv-hop定位算法計算節(jié)點位置,縮小定位誤差；另一方面在考慮節(jié)點定位誤差的基礎(chǔ)上開展基于LEACH路由協(xié)議的節(jié)能研究。重點展開對LEACH路由算法的分析與節(jié)能研究,改進(jìn)LEACH路由協(xié)議使其達(dá)到更好的節(jié)能。本文的研究內(nèi)容主要有兩個部分： 1.現(xiàn)有的LEACH路由協(xié)議節(jié)能研究都是單純的研究路由協(xié)議本身對節(jié)能的影響,忽略了節(jié)點的定位誤差對節(jié)能的影響。而LEACH的分簇選擇以及能量消耗的計算都是建立在節(jié)點位置信息基礎(chǔ)上,因此本文認(rèn)為關(guān)于LEACH路由協(xié)議的節(jié)能研究必須建立在存在誤差的節(jié)點位置信息上。 2.改進(jìn)Dv-hop定位算法,較準(zhǔn)確地計算節(jié)點坐標(biāo)信息,使節(jié)點的定位精度提高到可接受的范圍之內(nèi),縮小節(jié)點的定位誤差對路由協(xié)議的能量計算帶來的影響。在此基礎(chǔ)上改進(jìn)LEACH路由算法,針對LEACH協(xié)議中沒有考慮節(jié)點剩余能量和簇首單跳通信等不足提出改進(jìn)方案。 【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) Dv-hop定位算法 LEACH協(xié)議 節(jié)能
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 本文的研究背景10-11
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述11-16
• 1.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點結(jié)構(gòu)及WSN體系結(jié)構(gòu)11-13
• 1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用13-14
• 1.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展14-15
• 1.2.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點15
• 1.2.5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)15-16
• 1.3 本文的研究內(nèi)容16
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)16-17
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法概述17-27
• 2.1 定位算法的基本概念和術(shù)語17-18
• 2.2 定位算法簡介18-24
• 2.2.1 定位算法分類18-19
• 2.2.2 Range-based定位算法19-21
• 2.2.3 Range-free定位算法21-22
• 2.2.4 Dv-hop定位算法22-23
• 2.2.5 對Range-free幾種算法的性能比較23-24
• 2.3 節(jié)點位置的基本測量方法24-26
• 2.3.1 三邊測量法24-25
• 2.3.2 極大似然法25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議簡介27-36
• 3.1 平面路由協(xié)議27-30
• 3.1.1 Flooding和Gossiping27-28
• 3.1.2 SPIN28-30
• 3.2 分簇路由協(xié)議30-34
• 3.2.1 LEACH30-32
• 3.2.2 PEGASIS32-33
• 3.2.3 TEEN和APTEEN33
• 3.2.4 HEED33-34
• 3.3 分簇路由協(xié)議的優(yōu)點34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第四章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議中基于定位的節(jié)能算法研究36-51
• 4.1 對DV-HOP定位算法的改進(jìn)36-39
• 4.1.1 對平均跳距的改進(jìn)36-38
• 4.1.2 引入總體最小二乘法38
• 4.1.3 改進(jìn)后的Dv-hop算法流程與分析38-39
• 4.2 對LEACH算法的改進(jìn)以及耗能分析39-47
• 4.2.1 LEACH算法的缺陷和改進(jìn)39-42
• 4.2.2 兩種算法的能量分析與對比42-47
• 4.3 無線傳感器路由協(xié)議中基于定位的節(jié)能算法研究47-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第五章 仿真實驗以及數(shù)據(jù)分析51-56
• 5.1 仿真平臺的選取51
• 5.2 仿真環(huán)境的參數(shù)設(shè)定51-52
• 5.3 實驗結(jié)果分析52-55
• 5.3.1 定位結(jié)果的誤差分析52-53
• 5.3.2 算法耗能分析53-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 第六章 總結(jié)與展望56-58
• 6.1 總結(jié)56
• 6.2 展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 致謝62-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表和錄用的論文63

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Energy-Efficient Optimal Scheme based on Mixed Routing in Wireless Sensor Networks    

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讓網(wǎng)絡(luò)無“微”不至    韓武

GE醫(yī)用無線傳感器有望實現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療    志梅

美研究無線傳感器以“預(yù)警”橋梁倒塌    閆超

ZigBee遇到競爭對手    

NEC M2M：讓機(jī)器不再冰冷    毅文

美開發(fā)出可植入毛細(xì)血管的傳感器    記者　 王俊鳴

NEC M2M：讓機(jī)器不再“冰冷”    

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議及容錯事件邊界檢測研究    李桂丹

延遲容忍移動網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究    余玲飛

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無線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障管理機(jī)制與算法    黃日茂

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礦井無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點部署關(guān)鍵技術(shù)的研究    王珂

基于IR-UWB的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究    吳微威

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基于蟻群算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究    孫亞光

基于QoS約束的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究    盧迪

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究與設(shè)計    程琰

基于最小能耗樹的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究    彭煜

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究    劉銀平

基于多跳的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究    馬振

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