基于節(jié)能的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議研究

【摘要】： 路由協(xié)議是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的研究重點(diǎn),與傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不同的是,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量、資源的有限性很大程度的影響了路由協(xié)議的研究,并且無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)很多其他特征也對(duì)路由協(xié)議提出了新的技術(shù)要求。因此,本文針對(duì)能量有效的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議展開(kāi)研究。 本文首先簡(jiǎn)要介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念、特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)和節(jié)能技術(shù)以及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)要求等,分析和比較了現(xiàn)有的各種典型路由協(xié)議,并對(duì)以LEACH為代表的分簇路由協(xié)議進(jìn)行了重點(diǎn)分析。 借鑒現(xiàn)有路由協(xié)議中的分簇思想,本文提出了一種基于分簇的能量有效路由協(xié)議(Energy Efficient Routing Protocol based on Clustering,簡(jiǎn)稱EERPC),該協(xié)議以節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能量為主要目標(biāo),在建立階段設(shè)計(jì)了基于網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)簇首數(shù)目和能量適應(yīng)閾值的新型簇首選擇機(jī)制,并采用TDMA機(jī)制作為信道接入方式,在穩(wěn)定工作階段,則設(shè)計(jì)了基于扇區(qū)和多跳的簇內(nèi)路由和簇間路由機(jī)制以及能量感知的數(shù)據(jù)傳輸策略,從而做到盡量均衡每個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量消耗。 之后在NS2軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)EERPC協(xié)議,對(duì)其進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。根據(jù)仿真結(jié)果分別與DIRECT、LEACH、LEACH-C協(xié)議進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果表明,該協(xié)議比其它協(xié)議有效的降低了網(wǎng)絡(luò)整體能耗,延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間,并提高了基站的數(shù)據(jù)接收量。 考慮到三維空間中路由協(xié)議研究的稀缺性和實(shí)用性,本文把傳統(tǒng)的分簇路由協(xié)議和EERPC協(xié)議分別擴(kuò)展到三維空間中,實(shí)現(xiàn)了3D-LEACH協(xié)議和3D-EERPC協(xié)議,并同樣對(duì)它們進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果表明在三維空間中,3D-EERPC協(xié)議比3D-LEACH協(xié)議仍然具有更好的節(jié)能性。 【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 分簇 路由協(xié)議 節(jié)能 NS2
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TP212.9;TN915.04
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-17
• 1.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述7-12
• 1.1.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)7-8
• 1.1.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧8-9
• 1.1.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)9-10
• 1.1.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)10
• 1.1.5 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能技術(shù)10-12
• 1.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀與熱點(diǎn)12-14
• 1.2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究熱點(diǎn)13-14
• 1.3 課題研究目的和意義14-15
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排15-17
• 2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議17-26
• 2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議特點(diǎn)17
• 2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議設(shè)計(jì)要求17-18
• 2.3 幾種典型的路由協(xié)議18-22
• 2.3.1 平面路由協(xié)議18-20
• 2.3.2 分層路由協(xié)議20-22
• 2.3.3 典型路由協(xié)議的比較22
• 2.4 基于LEACH的分簇路由協(xié)議介紹22-25
• 2.4.1 LEACH協(xié)議詳述22-24
• 2.4.2 LEACH分簇協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 3 一種能量有效的分簇路由協(xié)議26-50
• 3.1 EERPC協(xié)議網(wǎng)絡(luò)模型26-27
• 3.1.1 EERPC協(xié)議實(shí)現(xiàn)前提條件26
• 3.1.2 EERPC協(xié)議使用的能耗模型26-27
• 3.2 EERPC協(xié)議建立階段27-37
• 3.2.1 最優(yōu)簇首數(shù)目的分析與計(jì)算28-30
• 3.2.2 閾值公式T(n)的改進(jìn)30-31
• 3.2.3 TDMA機(jī)制在建立階段的應(yīng)用31-34
• 3.2.4 建立階段時(shí)的計(jì)時(shí)器設(shè)置34-36
• 3.2.5 EERPC協(xié)議建立階段總的過(guò)程36-37
• 3.3 EERPC協(xié)議簇內(nèi)路由37-44
• 3.3.1 節(jié)點(diǎn)跳數(shù)的確定38-41
• 3.3.2 分扇角度參數(shù)的設(shè)定41-42
• 3.3.3 簇內(nèi)扇形區(qū)域的建立42-43
• 3.3.4 簇內(nèi)路由的建立過(guò)程43-44
• 3.4 EERPC協(xié)議簇間路由44-47
• 3.5 EERPC協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸策略47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-50
• 4 能量有效的分簇路由協(xié)議的仿真測(cè)試50-68
• 4.1 NS2仿真工具介紹50-52
• 4.1.1 NS2概述50
• 4.1.2 NS2體系結(jié)構(gòu)50-51
• 4.1.3 NS2的功能模塊51-52
• 4.1.4 NS2仿真過(guò)程52
• 4.2 EERPC協(xié)議在NS2中的實(shí)現(xiàn)52-57
• 4.2.1 EERPC仿真實(shí)驗(yàn)流程及MIT uAMPS擴(kuò)展包52-53
• 4.2.2 EERPC協(xié)議的程序設(shè)計(jì)53-57
• 4.3 網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)57
• 4.4 仿真實(shí)驗(yàn)研究57-66
• 4.4.1 仿真環(huán)境及方法57-60
• 4.4.2 仿真結(jié)果與分析60-66
• 4.5 本章小結(jié)66-68
• 5 三維空間中協(xié)議的擴(kuò)展68-78
• 5.1 3D-EERPC協(xié)議簇首選擇機(jī)制的設(shè)計(jì)68-71
• 5.2 3D-EERPC協(xié)議路由塊數(shù)的確定71-73
• 5.3 3D-EERPC協(xié)議的實(shí)現(xiàn)過(guò)程簡(jiǎn)述73-74
• 5.4 3D-EERPC協(xié)議的仿真研究74-77
• 5.5 本章小結(jié)77-78
• 6 總結(jié)與展望78-80
• 致謝80-81
• 參考文獻(xiàn)81-84

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來(lái)了解更多相關(guān)內(nèi)容

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議綜述    曹建玲;任智;

一種基于模擬退火算法的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)簇類求解方案    李芳芳;王靖;

一種新的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇模型    胡海江;張鳳登;

一種分簇的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)機(jī)制仿真    王海霞;賈新波;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中分布式空時(shí)分組碼設(shè)計(jì)    黃育偵;徐友云;程云鵬;

基于精度分簇的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步算法    龍宏波;葉曉慧;譚思煒;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)失效的可靠性研究    徐雪鑫;梁家榮;宋小天;

一種新的基于LEACH的WSN路由算法    顧明霞;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中一種能量有效的混合式拓?fù)淇刂扑惴?nbsp;   孫雨耕;田飛;

一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的簇頭變化機(jī)制    彭志標(biāo);徐玉峰;王忠思;

一種基于分簇的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)    馬禮;唐長(zhǎng)茂;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)LEACH算法的改進(jìn)與仿真    萬(wàn)傳飛;杜尚豐;

基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)    郭旭斌;葉長(zhǎng)城;王憶文;李輝;

基于蟻群算法的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法的研究    徐久強(qiáng);盧鎖;趙海;崔行兵;劉大鵬;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的滾動(dòng)時(shí)域狀態(tài)估計(jì)方法    駱吉安;柴利;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于預(yù)測(cè)的Top-k監(jiān)測(cè)(英文)    曹芳菲;何文麟;陳紅;

基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的普適計(jì)算研究    龍昭華;李景中;蔣貴全;張林;

一種基于分簇的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的設(shè)計(jì)    王鎵;劉海燕;楊朝紅;

基于移動(dòng)代理的分布式無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)管理    周穎;

一種能量高效的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)傳輸方法    任玲;唐昊;周雷;魏振春;

利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)提高地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)能力    溫雅路

國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究進(jìn)展    賽迪顧問(wèn)信息產(chǎn)業(yè)研究中心高級(jí)咨詢師 王坤

科學(xué)準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)    本報(bào)記者 姚傳富

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專利分析    美國(guó)專利律師 譚文曄　薛之揚(yáng)

理智部署無(wú)線傳感網(wǎng)    沈建苗　編譯

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)平臺(tái)投入應(yīng)用    卞 輯

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)改變未來(lái)世界    本報(bào)記者 趙建國(guó)

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)供電獲新援    

讓無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)走入生活    羅清岳

以無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)打造智能化城市    記者 陸成鋼　通訊員 尚曉天

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于量化信息的目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)與融合    周彥

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量高效路由協(xié)議研究    孫中皋

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)隱私保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究    趙寶康

基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程抄表關(guān)鍵技術(shù)研究    姜宇

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中目標(biāo)覆蓋的研究    谷雨

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)精確動(dòng)態(tài)定位及其安全性問(wèn)題研究    馬永波

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量高效組建關(guān)鍵技術(shù)的研究    羅丹彥

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量有效安全路由協(xié)議研究    畢嘉娜

多媒體無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中若干算法研究    李哲濤

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)高能效可靠數(shù)據(jù)傳輸理論及應(yīng)用研究    李玉凱

分簇?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能耗均衡研究    胥楚貴

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中能耗均衡的分簇方法    楊英軍

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)非均勻分簇路由協(xié)議的研究    吳征

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇優(yōu)化算法研究與應(yīng)用    趙凱

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量的跨層優(yōu)化設(shè)計(jì)    董磊書

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議分析與研究    王澤玉

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇節(jié)能路由算法研究    鄭文軍

基于分簇的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步方法    徐石玉

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇覆蓋算法研究    袁博

分簇?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量有效性研究    林少欽