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基于環(huán)狀簇結(jié)構(gòu)的WSN節(jié)能路由及其容錯(cuò)性研究

來源:論文學(xué)術(shù)網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-20 12:12:08
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基于環(huán)狀簇結(jié)構(gòu)的WSN節(jié)能路由及其容錯(cuò)性研究【摘要】:近年來,隨著集成電路制作工藝的不斷提高,無線通信和數(shù)字化電子學(xué)的飛速發(fā)展,已經(jīng)使低成本,低功率,尺寸小并且能短距離通信的多功能

【摘要】:近年來,隨著集成電路制作工藝的不斷提高,無線通信和數(shù)字化電子學(xué)的飛速發(fā)展,已經(jīng)使低成本,低功率,尺寸小并且能短距離通信的多功能傳感器節(jié)點(diǎn)的研制成為可能。大量這種微傳感器節(jié)點(diǎn)通過無線通信的方式組成了一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò),他們之間互相協(xié)調(diào)工作,對(duì)所部署區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 無線傳感器節(jié)點(diǎn)能量有限并且應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜,所以對(duì)它的任何研究都必須考慮節(jié)能的問題。目前的研究除了在單個(gè)節(jié)點(diǎn)上研究節(jié)能機(jī)制外,很多的研究主要考慮組網(wǎng)和數(shù)據(jù)路由時(shí)的節(jié)能技術(shù)。 本文基于最新提出的一種環(huán)狀簇的概念。由于節(jié)能的考慮,我們引進(jìn)了拓?fù)淇刂疲瑢?duì)基本的組環(huán)算法進(jìn)行了改進(jìn)。 論文在環(huán)狀簇的基礎(chǔ)上,提出了完整的路由策略。通過全局跳數(shù)信息發(fā)布和環(huán)跳數(shù)確定算法,建立了節(jié)點(diǎn)和環(huán)到sink節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)信息,事實(shí)上是在環(huán)狀簇的結(jié)構(gòu)上建立了一個(gè)進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)。根據(jù)這個(gè)結(jié)構(gòu),節(jié)點(diǎn)和環(huán)知道自己離開sink節(jié)點(diǎn)的跳數(shù),并且知道哪些節(jié)點(diǎn)和環(huán)離sink節(jié)點(diǎn)比自己近。路由算法在這個(gè)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行,主要考慮了負(fù)載均衡的問題。 論文還建立了在節(jié)點(diǎn)失效情況下環(huán)的恢復(fù)算法,保證了這種結(jié)構(gòu)的容錯(cuò)性和可靠性。 論文接著進(jìn)行了模擬,模擬比較了算法中涉及的一些參數(shù)對(duì)算法的影響。并且把算法跟已有的經(jīng)典的算法進(jìn)行了比較,結(jié)果顯示,我們的組網(wǎng)和路由策略在節(jié)能方面做得更好。 論文最后總結(jié)了課題的研究成果,并概述了下一步的研究方向。 【關(guān)鍵詞】:無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 節(jié)能 拓?fù)淇刂?/strong> 路由 容錯(cuò)
【學(xué)位授予單位】:國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2005
【分類號(hào)】:TN929.5;TP212.9
【目錄】:
  • 圖目錄6-7
  • 表目錄7-8
  • 摘要8-9
  • ABSTRACT9-10
  • 第一章 緒論10-22
  • §1.1 概述10-13
  • 1.1.1 研究背景10-11
  • 1.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的國(guó)防和其他應(yīng)用11-13
  • §1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)13-17
  • 1.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)13-14
  • 1.2.2 平面型傳感器網(wǎng)絡(luò)14-15
  • 1.2.3 層次型傳感器網(wǎng)絡(luò)15-17
  • §1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟件環(huán)境17-19
  • 1.3.1 操作系統(tǒng)17-18
  • 1.3.2 數(shù)據(jù)庫軟件18-19
  • §1.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中組網(wǎng)和路由研究的重要意義19-21
  • 1.4.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)19-20
  • 1.4.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中組網(wǎng)和路由的重要性和挑戰(zhàn)20-21
  • §1.5 本文的工作及論文結(jié)構(gòu)21-22
  • 1.5.1 本文的主要工作21
  • 1.5.2 論文結(jié)構(gòu)21-22
  • 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇刂坪吐酚刹呗?/span>22-33
  • §2.1 無線傳感器網(wǎng)路中的節(jié)能技術(shù)研究22-25
  • 2.1.1 無線傳感器節(jié)點(diǎn)的組成22
  • 2.1.2 節(jié)點(diǎn)的節(jié)能技術(shù)22-24
  • 2.1.3 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能技術(shù)24-25
  • §2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)淇刂?/span>25-27
  • 2.2.1 拓?fù)淇刂频囊饬x25
  • 2.2.2 拓?fù)淇刂菩枰獫M足的性質(zhì)25-27
  • 2.2.3 拓?fù)淇刂茊栴}的研究方法27
  • §2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議27-32
  • 2.3.1 平面路由協(xié)議28-29
  • 2.3.2 層次路由協(xié)議29-31
  • 2.3.3 EAR(Energy Aware Routing)協(xié)議31-32
  • §2.4 本章小結(jié)32-33
  • 第三章 基于拓?fù)淇刂频慕M環(huán)算法33-41
  • §3.1 KC拓?fù)淇刂坪透脑?/span>33-36
  • 3.1.1 KC拓?fù)淇刂苾?nèi)容33-35
  • 3.1.2 KC拓?fù)淇刂扑惴ǖ臄U(kuò)充35-36
  • §3.2 環(huán)狀簇的概念和基本的組環(huán)算法36-39
  • 3.2.1 環(huán)狀簇的基本概念36-37
  • 3.2.2 基本的組環(huán)算法37-39
  • §3.3 組環(huán)算法的改進(jìn)39-40
  • §3.4 小結(jié)40-41
  • 第四章 環(huán)到處理中心跳數(shù)信息的發(fā)布和路由41-53
  • §4.1 概述41
  • §4.2 全局跳數(shù)信息的發(fā)布41-47
  • 4.2.1 全局跳數(shù)信息發(fā)布算法41-44
  • 4.2.2 算法的性質(zhì)44-45
  • 4.2.3 全局跳數(shù)信息發(fā)布算法的執(zhí)行45-47
  • §4.3 環(huán)跳數(shù)的確定47-50
  • 4.3.1 環(huán)跳數(shù)生成算法47-48
  • 4.3.2 環(huán)跳數(shù)生成算法的說明48
  • 4.3.3 算法的執(zhí)行48-50
  • §4.4 數(shù)據(jù)從節(jié)點(diǎn)到處理中心的路由50-52
  • 4.4.1 路由算法50-51
  • 4.4.2 路由算法的執(zhí)行51-52
  • 4.4.3 小結(jié)52
  • §4.5 小結(jié)52-53
  • 第五章 節(jié)點(diǎn)失效情況下環(huán)的恢復(fù)算法53-59
  • §5.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的容錯(cuò)53-56
  • 5.1.1 研究意義53-54
  • 5.1.2 國(guó)內(nèi)外的研究?jī)?nèi)容和水平54-56
  • 5.1.3 小結(jié)56
  • §5.2 節(jié)點(diǎn)失效情況下環(huán)的重組56-58
  • 5.2.1 節(jié)點(diǎn)失效的容錯(cuò)算法56-57
  • 5.2.2 算法評(píng)價(jià)57-58
  • §5.3 小結(jié)58-59
  • 第六章 性能評(píng)價(jià)59-68
  • §6.1 各參數(shù)對(duì)平均跳數(shù)的影響59-61
  • 6.1.1 模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)定和實(shí)現(xiàn)思想59-60
  • 6.1.2 參數(shù)k和環(huán)的大小對(duì)環(huán)平均跳數(shù)的影響60-61
  • §6.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間的模擬和比較61-67
  • 6.2.1 無線電模型62-63
  • 6.2.2 生存時(shí)間的定義63-64
  • 6.2.3 模擬的環(huán)境設(shè)定和實(shí)現(xiàn)思想64
  • 6.2.4 傳統(tǒng)生存時(shí)間定義的模擬比較64-65
  • 6.2.5 新的生存時(shí)間定義的模擬比較65-66
  • 6.2.6 能量消耗的模擬比較66-67
  • §6.3 結(jié)論67-68
  • 第七章 結(jié)束語68-69
  • 致謝69-70
  • 攻讀碩士期間發(fā)表的論文70-71
  • 參考文獻(xiàn)71-74


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