無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于節(jié)能的路由協(xié)議研究

【摘要】： 傳感器技術(shù)、微機電系統(tǒng)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和無線通信等技術(shù)的進步,推動了具有現(xiàn)代意義的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireless sensor network)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的微型傳感器節(jié)點組成,通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對象的信息,并發(fā)送給觀察者。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有組網(wǎng)快捷、靈活等優(yōu)點,具有很高的研究價值和十分廣闊的應(yīng)用前景。 由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量龐大,單個節(jié)點能源有限,并且能源不能進行補充,因此路由協(xié)議設(shè)計的首要目標是有效節(jié)約能源,延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。本文首先回顧了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程,介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場合以及發(fā)展前景,以及現(xiàn)在面臨的技術(shù)難點和挑戰(zhàn);其次分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組成結(jié)構(gòu),對現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行了分析對比;再次,就現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的各種路由協(xié)議和算法進行了對比和分析,總結(jié)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的共同特點以及不同網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議間的不同之處;最后,在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)LEACH協(xié)議的基礎(chǔ)上,針對隨機簇首選擇機制的不足提出了一種新型的簇首選擇算法,新型的簇首選擇算法在簇初始化階段通過模擬退火算法進行最優(yōu)化分簇,在簇重構(gòu)過程中通過綜合考慮候選節(jié)點的剩余能量,地理位置等參數(shù)來優(yōu)化簇首的選擇,從而有效地降低了低能量與位置不佳的節(jié)點被選為簇首的可能性,進一步保證網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點能量負載的均衡性,并對新型簇首選擇算法所增加的能量開銷進行了定量分析。 通過在Network Simlator 2(NS2)平臺上的仿真實驗,將改進協(xié)議與LEACH協(xié)議進行對比,實驗表明新型簇首選擇算法使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點能量負載均衡化,并延長了節(jié)點與網(wǎng)絡(luò)的壽命。 【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 路由協(xié)議 NS2 LEACH 簇首選擇 節(jié)能
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述9-19
• 1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念9
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用9-11
• 1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)11-14
• 1.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究進展14-17
• 1.5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能評價17-18
• 1.6 本文研究內(nèi)容與具體目標18
• 1.7 論文結(jié)構(gòu)18-19
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)19-26
• 2.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)19-22
• 2.1.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)19-20
• 2.1.2 傳感器節(jié)點結(jié)構(gòu)20
• 2.1.3 傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧20-22
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征22-25
• 2.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)特征22-23
• 2.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點特征23-25
• 2.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧特征25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第三章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議分析及比較26-38
• 3.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議概述26
• 3.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的特點26-27
• 3.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計目標27
• 3.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的分類27-29
• 3.4.1 按源節(jié)點獲取路徑的劃分27-28
• 3.4.2 按節(jié)點參與通信方式的劃分28
• 3.4.3 按路由發(fā)現(xiàn)過程的劃分28-29
• 3.5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)典型路由協(xié)議29-36
• 3.5.1 洪泛算法29
• 3.5.2 閑聊法29-30
• 3.5.3 SPIN30-31
• 3.5.4 定向擴散31-33
• 3.5.5 低功耗自適應(yīng)聚類路由協(xié)議LEACH33
• 3.5.6 閾值敏感的高能效路由協(xié)議TEEN33-35
• 3.5.7 高能效傳感信息采集協(xié)議PEGASIS35-36
• 3.5.8 最小開銷前向算法36
• 3.6 各路由協(xié)議性能比較與分析36-37
• 3.7 本章小結(jié)37-38
• 第四章 基于新型簇首選擇算法的LEACH 協(xié)議改進38-51
• 4.1 LEACH 協(xié)議模型38-40
• 4.2 新型簇首選擇算法40-44
• 4.2.1 問題的提出40
• 4.2.2 理論分析40-44
• 4.3 新型簇首選擇算法實現(xiàn)44-50
• 4.3.1 簇建立階段45-48
• 4.3.2 簇穩(wěn)定階段48
• 4.3.3 新型簇首選擇算法能量增加開銷分析48-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第五章 實驗及分析51-63
• 5.1 仿真軟件NS2 介紹51-52
• 5.2 新型簇首選擇算法在NS2 上的實現(xiàn)52-55
• 5.2.1 NS2 中傳感器節(jié)點的結(jié)構(gòu)52
• 5.2.2 MAC 層采用協(xié)議52-53
• 5.2.3 能量消耗的設(shè)定53
• 5.2.4 新型簇首選擇算法程序結(jié)構(gòu)圖53-55
• 5.3 仿真中簇類的參數(shù)選擇55-60
• 5.3.1 最優(yōu)簇首個數(shù)55-58
• 5.3.2 每輪持續(xù)時長58-60
• 5.4 新型簇首選擇算法60-62
• 5.5 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-65
• 1.主要研究工作63
• 2.不足63
• 3.展望63-65
• 參考文獻65-68
• 致謝68-69
• 附錄 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69-70
• 詳細摘要70-73

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無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議在輸油管檢漏領(lǐng)域的應(yīng)用研究    劉婷;

一種基于分簇的水下傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議    周學(xué)威;

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中覆蓋控制算法的研究    孫澤宇

基于位置信息的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究    周學(xué)威

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量均衡的分簇路由算法研究    聶麗

異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量消耗均衡路由算法研究    崔秀麗

基于ZigBee的土壤濕度無線采集系統(tǒng)節(jié)點設(shè)計    韓廷閣

基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)測系統(tǒng)研究    劉艷

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)動態(tài)管理技術(shù)    李小艷

基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的顯示構(gòu)件設(shè)計與實現(xiàn)    魯麗偉

遠程燃油智能監(jiān)測系統(tǒng)研究    侯佳欣

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Ad hoc網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)研究    趙志峰,鄭少仁

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

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

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)    任豐原,黃海寧,林闖

傳感器網(wǎng)絡(luò)及其數(shù)據(jù)管理的概念、問題與進展    李建中,李金寶,石勝飛

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的設(shè)計與仿真    王春

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全性研究    秦大力;唐穎;

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在文物保護中的應(yīng)用    何文德;楊鳳年;劉光燦;

基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的家庭安防報警系統(tǒng)設(shè)計    黃布毅;何超前;李冬富;石軍;

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在執(zhí)勤槍械定位中的應(yīng)用    劉海波;鄒濤;翁哲;

計算智能主要算法研究    田曉艷;

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在武警部隊的應(yīng)用    霍軍;劉建平;

WSN與GPRS結(jié)合的遠程圖像等數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計    張開風(fēng);胡艷軍;許耀華;姜新紅;仇樂樂;王?？?高韋;丁勝建;

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的研究與應(yīng)用    林麗萍;

移動自組網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)現(xiàn)算法綜述    陳一飛;

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用    余華;孫艷紅;車銀超;郭玉峰;

基于遺傳禁忌混合搜索算法的設(shè)備布局研究    齊繼陽;竺長安;曾議;

基于IEEE802.15.4的一種分簇算法研究    張維勇;張芬;馬學(xué)森;

傳感器網(wǎng)絡(luò)局部時間同步協(xié)議研究    石為人;張陽;鄧鵬程;

蟻群算法與遺傳算法的混合算法    高尚;江新姿;湯可宗;

裝卸橋調(diào)度問題及其混合智能優(yōu)化算法GASA    孫俊清;李平;韓梅;

一種改進求解TSP問題智能螞蟻算法    曹浪財;羅鍵;

能量相關(guān)DSR協(xié)議OPNET仿真及性能分析    劉增力;李雯霏;龍華;朵琳;

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

傅立葉混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其在優(yōu)化中的應(yīng)用    徐耀群;何少平;

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粒子群優(yōu)化算法研究及其在船舶運動參數(shù)辨識中的應(yīng)用    戴運桃

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海洋監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究    羅漢江

基于事件觸發(fā)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究    郭瑛

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無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中信息分發(fā)的可靠性研究    張書奎

基于可信的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)認證技術(shù)的研究    葉青

微粒群優(yōu)化算法的改進及應(yīng)用    柳枝華

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身健康狀態(tài)融合機制研究    諶業(yè)濱

空間三維信息重構(gòu)與飛行器路徑規(guī)劃    張海峰

大功率電動汽車多功能智能快速充電機的研究    高麗麗

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究    喬田田

基于ZigBee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在礦井機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    駱科學(xué)

基于AODV路由算法改進研究    張朝霞

面向離散型制造業(yè)的嵌入式MES檢測終端開發(fā)    彭慧

粒子群算法求解作業(yè)車間調(diào)度問題的研究    肖小城

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用    劉永順;

基于ARM7的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量管理初探    高英明;金仁成;王宏斌;王立鼎;

我國設(shè)施漁業(yè)的綜合分析    姜景田,梁平,王華生

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀與應(yīng)用    杜曉明;陳巖;

采用Tree及AODVjr-PB路由算法的家庭無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計    朱向慶;陳志雄;

基于RSSI的測距差分修正定位算法    任維政;徐連明;鄧中亮;王川;

基于概率的三維無線傳感器網(wǎng)絡(luò)K-覆蓋控制方法    蔣鵬;陳峰;

一種基于預(yù)測策略的目標跟蹤算法研究    任靜;熊慶宇;石為人;

基于高斯隸屬度的融合算法在改進Leach中的應(yīng)用    陳偉琦;胡斌杰;

無線通信技術(shù)在我國現(xiàn)代溫室中的應(yīng)用綜述    周素茵;章云;曾斌;

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標跟蹤問題研究    孫曉艷

土壤水分快速測量方法及其應(yīng)用技術(shù)研究    趙燕東

面向目標跟蹤的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究    林瑞仲

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制研究    蔣杰

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)若干關(guān)鍵技術(shù)研究    楊少軍

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中路由相關(guān)的若干問題的研究    王媛麗

無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位與覆蓋控制理論及技術(shù)研究    王晟

能量高效的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究    劉冰

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能介質(zhì)訪問控制協(xié)議與可靠路由協(xié)議研究    杜軍朝

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲與查詢處理算法的研究    李貴林

水下傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法的研究與設(shè)計    張艷華

低功耗無線磁阻車輛檢測器設(shè)計及應(yīng)用研究    周曉慶

基于分簇的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法的研究    段翠琴

Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究和改進    劉婷

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議及算法研究    牛小嬌

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)生命周期延長算法的研究    全巧艷

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究與實現(xiàn)    繆強

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究與設(shè)計    徐金星

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量消耗和生命期分析    楊柳

傳感器網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議及其安全性研究    朱一欣

基于果園環(huán)境信息監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計    劉燕德;趙文星;周衍華;吳至境;熊松盛;劉德力;

ZigBee技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用    王鈞;

ZigBee技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用    王鈞;

基于ZigBee的智能抄表和燃氣泄漏報警遠程監(jiān)控系統(tǒng)    徐京華;胡燕祝;張洪欣;周晨;

基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)    李夢亮

基于無線網(wǎng)絡(luò)的智能照明系統(tǒng)研究    王群鋒

分簇?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性數(shù)據(jù)收集機制研究    任炬

深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖水質(zhì)數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)研發(fā)    汪年榮

基于ZigBee和LabVIEW的糧倉監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計    劉芳宇

ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)在路燈智能照明控制系統(tǒng)中的應(yīng)用    劉聰

無線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)及其研究難點    肖永康,山秀明,任勇

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)    任豐原,黃海寧,林闖

傳感器網(wǎng)絡(luò)及其數(shù)據(jù)管理的概念、問題與進展    李建中,李金寶,石勝飛

自組網(wǎng)路由協(xié)議綜述    史美林,莢春

傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由機制    孫利民;葉馳;廖勇;

傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器配置問題研究    姚向華;韓九強;

基于DSP的動態(tài)傳感器網(wǎng)絡(luò)實驗平臺的設(shè)計和開發(fā)    陳紅;肖軍;蘇潔;

基于RFID的智能倉儲管理系統(tǒng)的研發(fā)    劉媛;邴志剛;

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與研究    李凱;

淺談傳感器的發(fā)展    王日俊;劉峰;凌國宇;周金龍;

傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)查詢處理技術(shù)研究    豐少偉;彭鵬菲;程遠國;

基于高斯分布的傳感器網(wǎng)絡(luò)信譽模型    肖德琴;馮健昭;周權(quán);楊波;

用于智能交通系統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)    張玲玉;張玉峰;李鳳霞;李麗敏;

空降作戰(zhàn)中傳感器網(wǎng)絡(luò)需求分析    胡博;沈軍;

傳感器網(wǎng)絡(luò)中能量高效的聚集算法研究    謝志軍;陳紅;

傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于動態(tài)線路的連續(xù)查詢處理    解婷婷;樊小泊;陳紅;

傳感器網(wǎng)絡(luò)    程時端;

傳感器網(wǎng)絡(luò)中能量高效的區(qū)域連接算法研究    謝志軍;陳紅;

無線Mesh傳感器網(wǎng)絡(luò)中的位置隱私    姚劍波;

基于公共子樹緩存的傳感器網(wǎng)絡(luò)查詢技術(shù)研究    紀守領(lǐng);李金寶;

基于博弈論的傳感器網(wǎng)絡(luò)能量平衡路由    曾加;慕春棣;胡建斌;

傳感器網(wǎng)絡(luò)局部時間同步協(xié)議研究    石為人;張陽;鄧鵬程;

一種面向交通狀態(tài)獲取傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計與實現(xiàn)    張和生;潘成;楊軍;賈利民;董宏輝;梁玉慶;梁乙朝;

水聲傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究與實現(xiàn)    房棟;李宇;尹力;黃海寧;

物聯(lián)網(wǎng)兩項行業(yè)標準正式立項    楊志杰

傳感器網(wǎng)絡(luò)標準工作組在北京成立    布軒

傳感器網(wǎng)絡(luò)將與互聯(lián)網(wǎng)融合    許泳

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中國首臺IPv6微型傳感路由器誕生    

我國傳感網(wǎng)首批6項標準發(fā)布    記者 過國忠

物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)亟待突破    本報記者 吳磊

物聯(lián)網(wǎng)僅僅才開始    工業(yè)和信息化部 通信科技委委員 侯自強

無錫加快建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)“感知中國”中心    本報記者 韓義雷　過國忠

我國研制出首套IPv6微型傳感路由器    通訊員　 張?zhí)m 記者　 趙鳳華

海洋監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究    羅漢江

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無線移動自組織及傳感器網(wǎng)絡(luò)中若干問題的研究    張可

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

基于NS2的無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)多路徑路由算法仿真與實現(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

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