無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇節(jié)能路由算法研究

【摘要】： 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN,Wireless Sensor Network)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù),是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)一個(gè)新的研究領(lǐng)域,具有十分廣闊的應(yīng)用前景,引起了學(xué)術(shù)界、軍事界和工業(yè)界的高度重視。 在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,為了降低節(jié)點(diǎn)能量消耗,提供靈活、可靠的通信功能,提高網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性,通常采用網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)。關(guān)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)的研究,主要是解決兩個(gè)方面的問(wèn)題:一是網(wǎng)絡(luò)的分簇方法以及簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)如何工作;二是采取什么樣的路由方式與基站通信。從這兩個(gè)方面出發(fā),以LEACH協(xié)議為基礎(chǔ),結(jié)合國(guó)內(nèi)外已有研究成果,對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由算法進(jìn)行了研究和探索,提出了一種基于簇域的分簇節(jié)能路由算法(Clustering and Energy-saving Routing Algorithm based on Cluster Domain,簡(jiǎn)稱ECD算法)。算法從簇域的劃分、最佳簇頭數(shù)目的確定、分簇方法、路由樹(shù)的建立四個(gè)方面進(jìn)行了研究。 考慮到離基站越近的簇頭,與基站直接通信的可能性越大,能量消耗速度也越快,劃定一塊離基站較近的區(qū)域,其內(nèi)的簇頭直接與基站通信,不再相互作中繼節(jié)點(diǎn),共同承擔(dān)與基站通信的任務(wù)。這樣做是為了均衡簇頭的能量消耗,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)簇的數(shù)目會(huì)影響全網(wǎng)能量消耗的速度。探討了在整體能量消耗最小的前提下簇最佳數(shù)目的確定。合理的分簇方案有利于簇頭收集數(shù)據(jù)時(shí)網(wǎng)絡(luò)整體能量的節(jié)省和均衡消耗。提出了一種分簇方案,選出簇內(nèi)能量最高的節(jié)點(diǎn)作簇頭、保證簇頭在簇的中央,并使得簇頭分布良好。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由樹(shù)的建立必須同時(shí)考慮簇頭的位置和能量,以及在考慮了簇頭的位置和能量的前提下如何選擇路徑。提出了一種路由樹(shù)的建立方案。 仿真表明,算法的網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間長(zhǎng),負(fù)載平衡性好,復(fù)雜度較低,網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間隨基站與監(jiān)測(cè)區(qū)域距離的增加而減小的速度較慢。 【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 分簇 路由 節(jié)能
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況10-19
• 1.2.1 平面路由協(xié)議10-14
• 1.2.2 層次路由協(xié)議14-17
• 1.2.3 路由協(xié)議研究面臨的挑戰(zhàn)17-19
• 1.3 論文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)19-21
• 2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述21-30
• 2.1 目前開(kāi)展的研究21-22
• 2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介22-28
• 2.2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)22-24
• 2.2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)24-25
• 2.2.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)25-26
• 2.2.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)26-28
• 2.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 3 分簇路由算法研究基礎(chǔ)30-34
• 3.1 分簇路由算法設(shè)計(jì)原則30-32
• 3.2 分簇路由算法性能評(píng)價(jià)指標(biāo)32-33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 4 基于簇域的分簇節(jié)能路由算法34-50
• 4.1 LEACH 協(xié)議剖析34-36
• 4.2 網(wǎng)絡(luò)模型36
• 4.3 無(wú)線通信模型36-38
• 4.4 ECD 算法詳細(xì)設(shè)計(jì)38-49
• 4.4.1 劃分簇域階段39-46
• 4.4.2 簇形成階段46
• 4.4.3 路由樹(shù)的建立階段46-47
• 4.4.4 穩(wěn)定工作階段47-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 5 算法仿真與分析50-54
• 5.1 仿真環(huán)境布置50-51
• 5.2 仿真結(jié)果分析51-53
• 5.3 本章小結(jié)53-54
• 6 結(jié)束語(yǔ)54-56
• 6.1 內(nèi)容總結(jié)54-55
• 6.2 下一步要完成的工作55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻(xiàn)57-61

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一種WSN中分簇路由算法的改進(jìn)    范時(shí)平;潘淑琴;羅啟涵;溫鑫;

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無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)LEACH路由協(xié)議的研究與改進(jìn)    王東;陳志強(qiáng);

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家居環(huán)境下的低功耗物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用研究    張倩倩

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基于AODV的物聯(lián)網(wǎng)路由協(xié)議研究    徐四委

一種面向能耗均衡的WSN分簇路由算法的研究    張瑤

無(wú)線中繼網(wǎng)絡(luò)中的中繼及中繼簇選擇策略的研究    趙思晗

WSN下分簇算法和秘密比較協(xié)議的研究    田立超

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)LEACH協(xié)議的研究與改進(jìn)    陳飛鴻

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究-LEACH路由協(xié)議的改進(jìn)    唐甲東

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議節(jié)能研究    王蓓蓓

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的LEACH算法的改進(jìn)    吳臻;金心宇;

傳感器網(wǎng)絡(luò)中一種分布式數(shù)據(jù)匯聚層次路由算法    林亞平,王雷,陳宇,張錦,陳治平,童調(diào)生

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的路由技術(shù)    黃少昱,曹陽(yáng),王悅偉

基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議    楊冕,秦前清

普適計(jì)算綜述    鄭增威;吳朝暉;

傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由機(jī)制    孫利民;葉馳;廖勇;

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)    任豐原,黃海寧,林闖

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無(wú)線移動(dòng)自組織及傳感器網(wǎng)絡(luò)中若干問(wèn)題的研究    張可

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能策略的研究    匡哲君

傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署以及節(jié)能研究    吳曉培

傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于數(shù)字水印的安全數(shù)據(jù)收集機(jī)制    易葉青

光纖結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性研究    張曉麗

移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)高效數(shù)據(jù)收集機(jī)制研究    郜帥

基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)散型事件監(jiān)測(cè)技術(shù)研究    崔筱寧

面向動(dòng)態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理方法研究    吳秋云

跨層優(yōu)化技術(shù)在傳感器網(wǎng)絡(luò)中的研究與應(yīng)用    劉斌

改進(jìn)DV-Hop算法在隨機(jī)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究    李白莉

基于NS2的無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)多路徑路由算法仿真與實(shí)現(xiàn)    劉廣

傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于Voronoi網(wǎng)格的快速覆蓋判定算法研究    沈昊為

基于低時(shí)延和區(qū)分服務(wù)的中高速傳感器網(wǎng)絡(luò)QoS保證MAC協(xié)議研究    彭蓓雷

基于虛擬MIMO的無(wú)線溫室測(cè)控系統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究    沈卓

基于流場(chǎng)守恒律模型的傳感器網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)研究    王巖

電力載波傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法的研究    王肯生

基于嵌入式系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線的多參量傳感器網(wǎng)絡(luò)研究    何鎏

非均勻無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法及其仿真與研究    張軍