无线传感器网络分簇算法与簇首备份机制研究（可复制论文）.pdf

关键词:无线传感器网络;分簇;卜均值聚类;簇首;簇首备份摘要的。如何实现大规模无线传感器网络的高效分簇是目前亟需解决的问分簇是无线传感器网络拓扑控制中的一种重要技术。通过分簇,既可实现网络可扩展性的提升和资源的有效管理,又可起到节能等目题。本文主要研究无线传感器网络的分簇算法与簇首备份机制,主要工作如下:首先提出了一种基于稻劾嗟奈尴叽ǜ衅魍绶执厮惴ā从痪稻劾嗨惴ㄖ幸=饩龅暮侠砭劾嗍娜范ā⒊跏季劾嘀行牡选择以及聚类性能对目标函数的依赖这三个问题入手,运用均值聚类算法来实现无线传感器网络分簇。仿真与性能分析结果表明,基于稻劾嗟奈尴叽ǜ衅魍绶执厮惴ḿ饶芙谑〗诘隳芰俊⒀映网络生命,又能改善网络中的能耗均衡,并保证簇首分布的均匀性。其次提出了一种基于综合指标的无线传感器网络簇首备份机制。通过节点剩余能量、节点度数、通信代价三者构建一种有效的综合指标;通过对簇内成员节点的综合指标排序,选取具有最优综合指标值的成员节点作为备份簇首。对该备份机制的仿真结果表明,采用该机制的分簇无线传感器网络可有效地降低簇首故障所带来的损失,加强了分簇的稳定性,延长了网络的生命周期,提升了网络的整体性能。
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日期:绰年￡月旦日导师签名二垒鱼数日期:三堕互年￡月乒白学位论文版权使用授权书原创性声明本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名:本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。
第一章绪论研究背景及意义无线通信技术、电子技术、,推动了低成本、多功能、低功耗、体积小、可进行短距离无线通信的传感器的进步。这些传感器节点集成了信息感知、数据处理和无线通信等功能,,成为可能。无线传感器网络【孔魑R恢中碌男畔⒒袢》绞胶托畔⒋砟J剑ü大量部署在监测区域内的传感器节点,采集网络覆盖区域内感知对象的信息,采信息世界与客观上的物理世界联系起来,改变了人类与自然界的交互方式,实现了物理世界、计算机世界以及人类社会三种世界的连通,被认为是世纪最具世纪面临的发展机遇。年,美国《技术评论》杂志论述未来新兴十大技术时,无线传感器网络被列为第一项未来新兴技术。同年,美国《商业周刊》未来技术专版论述四大新技术时,无线传感器网络也列入其中。美国《今日防务》杂来战争的变革。年界、产业界和学术界的高度重视。英国、意大利、日本等国家的一些大学与研究机构也对无线传感器网络的研究表现出了极大的兴趣。比较典型的研究项目有:⒓又荽笱Р死撤中使大量节点通过协同工作构建无线传感器网络用多跳的无线通信方式,将收集、处理后的信息提供给终端用户。它将逻辑上的影响力的技术和个将改变世界的技术之一。早在十九世纪八十年代,美国国防高级研究计划署,鸵丫J剂舜ǜ衅魍绲难芯浚ǖ笔蔽论是计算机处理技术,还是通信、微电子等技术,都极大地限制了传感器网络的发展【俊辏鱿至颂馕!按ǜ衅髯呦蛭尴呤贝钡墓赜谖尴叽ǜ衅魍绱表性论述。随后,美国的移动计算和网络国际会议提出无线传感器网络是下一个志更认为无线传感器网络的应用和发展将引起一场划时代的军事技术革命和未又痉⒈砹艘黄凇按ǜ衅鞯墓取专辑,论述了无线传感器网络的发展和可能的广泛应用。可以预计,无线传感器网络的发展和广泛应用,将对人们的社会生活和产业变革带来极大的影响并产生巨大的推动作用。薮蟮难跫壑岛凸憷ǖ挠τ们熬耙鹆诵矶喙揖腟、加州大学洛杉矶分校的腟、验室的⒙槭±。我国的传感器网络研究起步相对较晚,但我国也十分重视无线传感器网络的研究。“中国未来甦
年技术预见研究岢龅个技术课题中有钪苯由婕拔尴叽ǜ衅魍纭个前沿方向,其中两个与无线传感器网络研究直接相关。我国国家自然科学基金和腋咝录际跹芯糠⒄辜苹手喔鑫尴叽ǜ衅魍绲难芯肯钅浚抑氐慊⊙芯糠⒄辜苹捕匝芯课尴叽ǜ衅魍绲幕±砺酆凸丶术项目进行了资助,从而加快了国内无线传感器网络的研究进程。。在这些项目取得进展的同时,微小的传感器技术和节点间的无线通信能力为无线传感器网络赋予了非常广阔的应用前景。主要表现在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境