无线传感器网络LEACH路由协议的研究与改进.pdf

无线传感器网络酚尚的研究与改进论文作者:石清泉指导教师:王敬华副教授学科专业:计算机软件与理论
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学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解华中师范大学有关保留、使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华中师范大学。学校有权保留并
⑨摘要无线传感器网络将大量传感器部署在需要进行观测的区域中,传感器节点之间通过无线方式进行互联。部署方式可以是随机分布,也可以是定点安置。由于在获取信息和处理信息上具有的优势,无线传感器网络在军事领域、地理信息、灾害预警等方面均具备相当程度的发展潜力。由于传感器节点部署的区域通常位于较恶劣的环境中,其能源消耗需要由传感器自身携带的电池供应。传感器节点电池耗尽以后无法更换的事实使得能耗问题成为制约无线传感器网络生命周期的关键。经统计发现,单个传感器节点的能量主要消耗在信息收集、信息处理和信息传输三个方面。其中,信息传输所需要的能量占节点总能量消耗的绝大多数。因此,如何设计出高效低能耗的路由协议,降低节点数据通信的能耗成本成为无线传感器网络技术研究的重点。酚尚樽钤缥N尴叽ǜ衅魍缫氩愦涡偷耐仄私峁梗ü允视性动态分簇平衡网络中节点的能耗。然而榧偕杷薪诘憔哂型人俾的能量消耗,在簇头节点选取过程中实行随机的方式,这些做法使得该协议存在改进的空间。为达到进一步高效利用节点能量的目的,本文针对酚尚榈上述做法做出三点改进:提出了簇半径的计算方法,并由此划分节点所属簇层,然后进行分簇;分簇时节点根据自身剩余能量和所在位置竞争簇头节点,可以减少单个节点的能耗,实现网络负载平衡;引入樗枷耄谧钅诓愦赝方诘间建立节点链,所有数据经节点链中二级簇头节点转发到信宿。通过仿真软件的实验证明:改进后的酚尚樵谕缟芷凇⒔诘闶S嗄芰方差以及网络总的能量消耗方面均有优异表现。关键词:无线传感器网络;路由协议;淮匕刖叮荒芰烤硕士学位论文’
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⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..仿真平台简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯仿真结果及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.慕鳯协议的应用探讨⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第六章结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯全文总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯致谢展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.
⑨第一章绪论课题研究的背景及意义从单一的传感器节点走到大规模的网络,无线传感器网络琖姆⒄咕讼嗟背さ囊桓鍪逼凇辏黄L馕!洞ǜ衅髯向无线时代》的文章揭开了无线传感器网络的发展序幕。到年,无线传感器网络技术在美国《技术评论》的论述中,已经处于新兴十大技术之首。这一技术在同一年的《商务周刊》中也得到与其它三大新兴技术同等重要的地位。第二年,以介绍前沿技术和热点研究领域著称的会员刊物更是以该技术出版专集,指出传感器网络技术在当时所取得的发展以及未来大规模应用的可能性。环擅徒降姆⒄固逑至怂畈5纳Γ亟谖蠢吹纳缁嵘钪邪演重要角色。就技术的进步程度而言,男纬删怂母鲋饕=锥危二十世纪下半叶,随着传感器技术的发展成熟,将多个传感器进行组网并传输传感数据的简单网络开始出现T谡庑┩缰校捎诖ǜ衅鞯氖萃ㄐ拍芰υ缎∮谄涫菟鸭力,网络容易受到外界干扰。谛畔⒋砑际跞〉梅⒄沟那疤嵯拢ǜ衅鹘诘具备了存储和处理被测量信息的能力。在网络接口技术的作用下,传感器节点通过串口技术或者并口技术实现互联。由此,传感器网络步入具备数据处理和网络控制的新时代。兰湍肓讼殖∽芟呒际跻院螅ǜ衅魍缇弑噶酥悄芑的特性。传感器采用现场总线与设备控制器进行交互,达到远端控制的目的。传感器节点可根据控制器的