基于地理信息的WSN节能路由算法研究

【摘要】：无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)由部署在监测区域内大量的、微型的传感器节点组成,其目的是协作地感知、采集和处理监测区域内感知对象的信息,并发送给观察者。但是传感器节点的能量有限,并且在一些应用中能量补给是不可能的。所以节省能量对WSN的设计至关重要,因为这直接影响其生命周期。 论文对现有的几类WSN路由算法进行分析,包括洪泛／受限洪泛、层次、以数据为中心以及基于地理信息路由算法。基于地理信息的路由算法具有实现简单、能量利用高效以及快速可靠的优点,成为当前路由算法研究的重点。本文在重点分析GPSR、 GEAR算法的基础上,提出了基于地理信息的延迟网络分割的路由算法GDDR(Geographical and Delaying Network Division Routing)、基于地理信息的高能效路由算法GEER(Geographical and Energy Efficient Routing)。1)GDDR算法：在GDDR算法中,源节点首先发送RTS报文,目的节点收到RTS报文后将沿原路径返回FM报文；或者收到RTS报文的节点遭遇“路由空洞”,该节点将沿原路径返回FM报文。源节点根据所有FM报文决定使用贪婪转发还是周界转发。同时源节点根据所有FM报文中路径字段的节点数目,选择跳数少的路径转发数据。2)GEER算法：考虑空闲状态节点能量消耗不可忽略的问题,提出了一种地理位置信息、节点剩余能量以及节点状态三者相结合的GEER算法。在GEER算法中,每个节点维护一张邻节点信息表,当节点要选择转发节点时,则根据一定的概率P来选择表中的节点,权值越大,节点被选中的概率就越大。局部的节点根据相互距离的远近,形成“堆节点”,堆内某一节点发送数据时,其余节点则进入睡眠状态。 论文在NS-2平台上实现了GDDR算法和GEER算法,仿真结果表明GDDR算法延迟了网络分割；GEER算法有效地节省了节点能量消耗,延长了网络生存时间。 【关键词】：WSN 路由算法 GDDR GEER 节能路由
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 无线传感器网络基本概念11-14
• 1.1.1 无线传感器网络体系结构11-12
• 1.1.2 无线传感器网络节点结构12
• 1.1.3 无线传感器网络层次结构12-14
• 1.2 相关研究进展14
• 1.3 课题的提出14-15
• 1.4 本文各章节安排15-17
• 第2章 无线传感器网络路由算法分析17-31
• 2.1 无线传感器网络研究现状与应用17-20
• 2.1.1 无线传感器网络的研究现状17-19
• 2.1.2 无线传感器网络的应用19-20
• 2.2 无线传感器网络的特点与挑战20-21
• 2.3 无线传感器网络性能评价21-22
• 2.4 四类现有路由算法分析22-30
• 2.4.1 洪泛/受限洪泛路由算法分析22-24
• 2.4.2 层次路由算法分析24-25
• 2.4.3 以数据为中心路由算法分析25-28
• 2.4.4 基于地理信息路由算法分析28-30
• 2.4.5 四类现有路由算法比较30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 GDDR算法设计31-47
• 3.1 三类基于地理信息的路由方案分析31-34
• 3.1.1 基于受限洪泛的路由方案31-32
• 3.1.2 基于传统贪婪转发的路由方案32-34
• 3.1.3 贪婪转发与能耗均衡性相结合的路由方案34
• 3.1.4 三类基于地理信息的路由方案比较34
• 3.2 GDDR算法的路由原理34-36
• 3.3 GDDR算法的假设条件36
• 3.4 GDDR算法的报文设计36-39
• 3.5 GDDR算法路由建立过程39-45
• 3.5.1 建立邻节点信息表39
• 3.5.2 路由建立39-43
• 3.5.3 数据转发43-45
• 3.6 本章小结45-47
• 第4章 GEER算法设计47-59
• 4.1 GEER算法原理47-48
• 4.2 GEER算法的假设条件48
• 4.3 GEER算法的报文设计48-51
• 4.4 GEER算法路由过程51-57
• 4.4.1 网络初始化51-53
• 4.4.2 数据发送53-56
• 4.4.3 节点状态转换56-57
• 4.4.4 邻节点信息表更新57
• 4.5 路由空洞的处理策略57-58
• 4.6 本章小结58-59
• 第5章 算法仿真实验和分析59-69
• 5.1 GDDR算法仿真实验和分析59-63
• 5.2 GEER算法仿真实验和分析63-67
• 5.3 结论67-69
• 第6章 总结和展望69-71
• 6.1 工作总结69-70
• 6.2 展望70-71
• 参考文献71-75
• 致谢75

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

无线传感器网络贪婪转发策略中的路由空洞问题    田乐;谢东亮;任彪;张雷;程时端;

传感器网络随机睡眠节点调度算法研究及实现    何朝笋;石高涛;廖明宏;

NS-2新功能模块的开发    杨锦亚;郭虹;于宏毅;胡捍英;

无线传感器网络    任丰原,黄海宁,林闯

传感器网络及其数据管理的概念、问题与进展    李建中,李金宝,石胜飞

自组网体系结构研究    英春,史美林

分布式无线传感器网络通信协议研究    于海斌,曾鹏,王忠锋,梁英,尚志军

基于NS-2的网络仿真与扩展    陈亚军,肖建华

无线传感器网络的安全性研究    秦大力;唐颖;

无线传感器网络基于分簇路由的火灾探测    赵娟;张伯虎;李旭霞;

无线传感器网络在文物保护中的应用    何文德;杨凤年;刘光灿;

基于无线传感器网络的家庭安防报警系统设计    黄布毅;何超前;李冬富;石军;

无线传感器网络在执勤枪械定位中的应用    刘海波;邹涛;翁哲;

无线传感器网络在武警部队的应用    霍军;刘建平;

WSN与GPRS结合的远程图像等数据采集系统设计    张开风;胡艳军;许耀华;姜新红;仇乐乐;王福俊;高韦;丁胜建;

无线传感器网络节点的研究与应用    林丽萍;

无线传感器网络在现代农业中的应用    余华;孙艳红;车银超;郭玉峰;

基于无线传感器网络的农田信息管理系统的研究    余华;吕宁波;

基于IEEE802.15.4的一种分簇算法研究    张维勇;张芬;马学森;

传感器网络局部时间同步协议研究    石为人;张阳;邓鹏程;

能量相关DSR协议OPNET仿真及性能分析    刘增力;李雯霏;龙华;朵琳;

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

无线传感器网络TTSL迭代定位算法    罗旭;柴利;杨君;

一种能量高效的无线传感器网络自适应传输方法    任玲;唐昊;周雷;魏振春;

基于DPSO的无线传感器网络QOS路由算法    易军;黄河;李太福;

基于无线传感器网络的涉密载体智能监管系统研究    何坚;方康玲;李晓卉;韩维;

基于ADF7020-1的无线收发模块的设计与实现    陈传友;张在琛;

TeeChart在WSN信息管理系统中的应用    李坚;陈祥光;刘春涛;冼南宝;

自组网稳定多层分级结构及其关键技术研究    吴静

无线传感器网络覆盖控制算法研究    张晋

无线传感器网络部署与拓扑控制研究    王蕊

基于柱形换能器的水下传感器网络组网协议研究    孙玉婷

海洋监测传感器网络关键技术研究    罗汉江

基于事件触发的无线传感器网络关键技术研究    郭瑛

水下传感器网络海上试验平台的研究与设计    周鹏

无线传感器网络中信息分发的可靠性研究    张书奎

基于无线传感器网络的目标跟踪系统中的算法研究    刘昕

基于直觉模糊集的多约束网络路由决策方法研究    窦亚玲

基于可信的无线传感器网络认证技术的研究    叶青

无线传感器网络自身健康状态融合机制研究    谌业滨

大功率电动汽车多功能智能快速充电机的研究    高丽丽

无线传感器网络路由协议研究    乔田田

基于ZigBee的无线传感器网络节点在矿井机车运输监控系统中的应用研究    骆科学

面向离散型制造业的嵌入式MES检测终端开发    彭慧

水文传感器网络部署优化研究    闭启礼

无线传感器网络中基于网关的分级簇算法研究    张永琦

基于无线传感器网络的实验管理系统的设计与实现    张磊

无线传感器网络中时间同步技术的研究    刘兰涛

面向对象技术在NS网络仿真环境中的应用    汤碧玉,杨光松

基于NS的网络仿真探讨    刘俊,徐昌彪,隆克平

NS的仿真机制及协议扩展    颜昕,李腊元

用网络仿真软件NS2进行IP网络的仿真    王宇,赵千川

网络仿真软件ns的研究与应用    李方敏,李仁发,叶澄清

基于NS-2的网络仿真与扩展    陈亚军,肖建华

网络路由技术基础    邓宏文

基于流量矩阵估计的路由推断算法    刘紫千;陈常嘉;

路由监控分析系统的设计和实现    唐敏;施新刚;喻星;尹霞;

车载自组织网络中的被动地理路由算法    冯金生;薛广涛;李明禄;

6LoWPAN多跳网状路由协议设计与仿真    程宏斌;

一种用于火灾现场的最小代价路由算法    杨明然;

自适应负载均衡路由算法研究    朱斌;曾孝平;陈礼;廖红云;颜芳;

无线Mesh网络中的路由分析与设计    秦军;陈迪;袁翰林;

路由重分发中次优路径的解决方案    蒋骏午;于晨洋;张力;金艳云;马忠元;

基于路由重分发技术及其虚拟网络实验研究    程宁;

关于传统IP网向MPLS/VPN迁移的几个问题分析    沈顺七;

Ad hoc的路由协议研究    刘翔;

MANET中若干路由算法性能的比较和评价    肖安林;张亮;

BGP路由服务平台(RSP)的设计    杨豹;龚正虎;刘亚萍;

一种适用于蓝牙Scatternet的记忆式有界广播路由(MBR2)算法    马维泉;李芬;巴林凤;

一种实时鲁棒的Ad hoc网络路由方案    詹鹏飞;李云;陈前斌;隆克平;

路由Route命令解决视频会商专线和互联网专线传输问题    汪笑;

一种高生存性RPR网络的路由研究    昌俊;敖发良;

基于链路丢包率估计的Ad Hoc网络负载均衡路由    郑旭明;胡光岷;

一种基于多个QoS约束的分布式路由算法    郭卓;王向东;

Windows 2000 Advanced Server中软路由的实现    邹琦

虚拟路由保证新型IP服务    

路由竞技    《网络世界》评测实验室 荣钰 潘永花

路由要有新规则    曾迎之

内部路由规划    西安市公众信息产业有限公司 彭晔

个个都是好样的    评测工程师 朱晔 李韬 宋博强 陈琪

虚拟路由引领IP新服务    张志刚

IP路由走向智能化    宋献涛

误设IP引发路由异常    权心权意

多协议标志交换(MPLS)原理    董涛

基于弱转发的互联网路由可用性和扩展性研究    李清

基于身份与位置分离映射的可扩展路由体系研究    董平

无线Mesh网路由与调度联合优化算法研究    罗茂松

移动互联网路由理论与关键技术的研究    苏伟

无线网络连通性及路由关键技术研究    李玉军

无线Mesh网络路由协议体系研究    姬文江

基于TCP/IP的QoS路由算法的研究    杨云

移动Ad Hoc网络与Internet互联的关键技术研究    沈斌

Ad Hoc网络中基于突发业务的MAC协议与路由协议研究    谭巍

无线Mesh网络路由协议关键技术的研究    王嵚琦

战术互联网对抗技术研究    喻飞

基于无线Mesh网络的路由算法的研究    贾广乐

一种无线Mesh网AOMDV路由方法的研究    盛新庆

可再生物资回收装置无线网络数据路由技术研究    冯耀玲

无线Mesh网络路由技术研究    张贤

Ad Hoc网络中的路由协议设计与实现    赖征林

支持QoS的无线Ad Hoc网络路由协议研究    李茂春

基于拓扑结构预测的Ad Hoc路由算法    高红燕

面向NGI大规模多业务特性的路由协议研究    刘屹

基于树形的无线Mesh网络路由协议研究    闫志刚