首页 > 学术论文

基于分簇的无线传感器网络节能路由协议研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-20 12:03:31
热度:

基于分簇的无线传感器网络节能路由协议研究【摘要】:无线传感器网络(Wireless Sensor Network)即由部署在监测区域内的大量传感器节点利用自组织能力构建而成的通信网

【摘要】:无线传感器网络(Wireless Sensor Network)即由部署在监测区域内的大量传感器节点利用自组织能力构建而成的通信网络。随着信息社会的发展,数据的获取能力在相关领域中的作用愈加明显,而适应能力强、结构部署简单的无线传感器网络为此提供了极大的便利。然而,对能量等资源有限的传感器网络而言,其内部能量的消耗主要源于节点的数据路由,同时其应用环境通常又决定着不能人为及时更换网络中因能量耗尽而失效的传感器节点。因此,研究高效节能的路由算法对于延长网络生命周期并进而提升网络可用性具有重要的意义。 本文首先介绍了无线传感器网络基本概念及特点,简要说明了无线传感器网络研究现状及相关方面的挑战。接着对无线传感器网络现有的路由协议进行了分类并对各类型的典型协议运行机制进行了剖析,指出了网络路由协议在设计中应注意到的问题。然后在经典层次式路由协议LEACH的基础上,重点从簇头选举、簇头分布、簇间多跳以及簇内通信维持四个方面进行了研究。其主要工作如下: 第一,阐述了LEACH协议的工作机制及其簇头产生的不确定性。通过在阈值公式中引入能量和距离两参数,增加了剩余能量较多的节点充当簇头节点的机率,从而有利于均衡网络各节点的能耗。 第二,利用节点能耗模型分析了网络最佳簇头个数及簇头密集分布情况下对节点能耗的不利影响。提出由高能量的基站控制选举最佳簇头个数,并通过簇间最短距离迭代的方法优化簇头在网络中的位置分布。 第三,通过公式推导分析了LEACH单跳通信机制的不足,进而为簇头引入了相对节能系数,使得簇头在数据传输过程中可以根据包含有相对节能系数信息的路由转发表选择合适的下一跳簇头,从而以数据多跳传输方式达到节约能量开销的目的。 第四,针对传统LEACH协议全局网络周期性成簇的特点,提出在数据稳定通信末期,由簇头节点根据本簇内成员节点能量剩余情况直接指定后继簇头,以此减少全局网络节点竞争选举过程中大规模的传输计算开销。 本文在研究中使用NS2进行仿真分析,其结果表明改进后的路由算法在节约网络能耗、延长网络生命周期方面优于LEACH协议。最后,总结了本文的主要工作,并明确了下一步的研究方向。 【关键词】:无线传感器网络 路由协议 LEACH 节能分簇 簇间多跳
【学位授予单位】:华中师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TP212.9;TN929.5
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-8
  • 目录8-10
  • 第一章 绪论10-15
  • 1.1 无线传感器网络研究目的与意义10-11
  • 1.2 无线传感器网络概念及特点11-13
  • 1.3 无线传感器研究领域及挑战13-14
  • 1.4 本文内容结构及安排14-15
  • 第二章 无线传感器网络路由协议分析15-25
  • 2.1 无线传感器网络路由概述15-16
  • 2.2 无线传感器网络路由协议分类16-22
  • 2.2.1 平面路由协议16-20
  • 2.2.2 分层路由协议20-22
  • 2.3 无线传感器网络路由设计要求22-23
  • 2.4 本章小结23-25
  • 第三章 LEACH协议簇头决策机制的研究与改进25-39
  • 3.1 节点能耗模型25-26
  • 3.2 LEACH算法分析26-28
  • 3.2.1 分簇形成26-27
  • 3.2.2 簇内通信27-28
  • 3.3 基于BTCM算法的簇头决策改进机制28-34
  • 3.3.1 簇头选举29-31
  • 3.3.2 簇头分布31-34
  • 3.4 仿真分析34-38
  • 3.4.1 NS2仿真工具简介34
  • 3.4.2 仿真结果及分析34-38
  • 3.5 本章小结38-39
  • 第四章 LEACH协议簇间数据路由的研究与改进39-49
  • 4.1 簇头数据通信的研究39
  • 4.2 基于BTCM-MP算法的数据通信路由改进39-46
  • 4.2.1 簇间多跳39-44
  • 4.2.2 簇内通信维持44-46
  • 4.3 仿真分析46-48
  • 4.4 本章小结48-49
  • 第五章 总结与展望49-51
  • 5.1 总结49
  • 5.2 展望49-51
  • 参考文献51-55
  • 在校期间发表的论文55-56
  • 致谢56


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

无线传感器网络路由协议LEACH的研究与改进    胡钢;谢冬梅;吴元忠;

无线传感器网络LEACH协议的探讨及改进    孙天一,陈涤

基于部署信息的无线传感器网络密钥管理方案    张聚伟;孙雨耕;

WSN中LEACH路由协议的改进及仿真    李雅卿;李腊元;

无线传感器网络改进的LEACH-ID算法    施叶玲;陈彬兵;

IBM“智慧地球”战略与我国的对策    许晔;孟弘;程家瑜;郭铁成;

网上购物系统的开发    刘秀芳;

浅议计算机网络系统的发展方向    彭健;

网络安全现状与防范策略    谢先辉;

传感器网络路由协议的比较研究    邹洋;李晶;

无线传感器网络中基于能量的簇首选择改进算法    张怡;李云;刘占军;聂能;

一种基于LEACH的无线传感器网络改进路由算法    李建奇;曹斌芳;王立;任艳惠;

传感器网络分层多路径路由协议    魏伟;史浩山;刘明;

基于备用节点的无线传感器网络LEACH协议的改进    邢云冰;史浩山;赵洪钢;

传感器网络中基于差异化加权数据压缩的汇聚算法    刘刚;李志刚;周兴社;

MELEACH一个高效节能的WSN路由协议    陈静;沈鸿;

基于DPSO的无线传感器网络QOS路由算法    易军;黄河;李太福;

基于海底观测站的深海水下无线监测网络    于新生;曹志敏;李思忍;龚德俊;唐功友;张晓东;

基于恶意节点检测的多路径安全路由协议    姚兰;罗磊;高福祥;

无线传感器网络中能量有效路由协议的研究与分析    孙昊;

无线传感器网络路由协议比较研究    崔凤云;李玉华;刘晓庆;

浅谈网络安全及防护    魏巍;

WSN中LEACH协议簇首选取策略的研究与改进    郑少朋;彭刚;王涛;

无线传感器网络LEACH算法的改进与仿真    万传飞;杜尚丰;

无线传感器网络LEACH协议的改进    王慧斌;俞弦;徐立中;严锡君;

IPV6对物联网发展的重要性    朱雪峰;

无线传感器网络节能机制关键技术研究    魏博

无线传感器网络中高能效数据收集协议的研究    杨靖

无线传感器网络自适应数据容错关键技术研究    肖伟

能量高效的无线传感器网络分簇路由协议研究    高腾

无线传感器网络能量高效路由协议研究    孙中皋

大型地震传感器网络仿真平台的实现    宋洪治

机会网络中转发机制的理论研究与应用    邓毓博

基于复杂网络理论的无线传感器网络地理路由和信息融合    席峰

无线传感器网络数据收集与生存算法研究    冯勇

基于蚁群优化的网络路由技术研究    郑巍

无线传感器网络路由协议研究    乔田田

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LEACH的WSN分簇路由协议研究    杨伟伟

无线传感器网络中基于能量的发散簇树算法研究    朱玉芳

无线传感网络与环境信息采集技术研究    雷鸣

基于ZigBee的森林火灾监测系统的设计与实现    朱梅冬

无线传感器网络中节能机制的研究    倪晶晶

基于ACO的WSN路由算法研究    周东明

基于密集部署的无线传感器网络路由算法研究    袁强

无线传感器网络中助理簇头机制研究    顾丽娟

无线传感器网络的LEACH算法的改进    吴臻;金心宇;

无线传感器网络中基于能量约束的簇首多跳算法    王国芳;李腊元;李春林;刘会静;

无线Ad hoc网络及其研究难点    肖永康,山秀明,任勇

传感器网络的路由机制    孙利民;叶驰;廖勇;

传感器网络中的数据融合    毕艳忠;孙利民;

多QoS约束的多播路由协议    李腊元,李春林

无线传感器网络密钥管理的方案和协议    苏忠;林闯;封富君;任丰原;

自组网路由协议综述    史美林,荚春

WSN中LEACH协议簇头生成算法的改进    纪超;徐家品;

路由协议的安全研究    石鹏,田海博,王育民

MANET的服务质量保障    阮立志;胡子涟;严蕾;

基于无线传感器网络路由协议的安全机制研究    覃伯平;周贤伟;杨军;李晓勤;

移动自组网络路由协议的安全性研究    张险峰;蒋凡;

OSPF在校园网中的应用    邱伟迪;王世辉;

一种基于WSN的协议改进算法分析    于林峰;肖丽;

一种基于位置信息的路由协议ACR    刘婷;

分布式路由协议BGP-4的实现与优化    徐恪,吴建平,范晓勃

用CISCO路由器组建IP网络的路由协议的选择    朱武平;

路由协议的重分发技术    范永清

基于链路生存时间的稳健的车载网络路由协议    杜志平;赵海;刘大鹏;

Ad Hoc网络路由协议研究    张娟;孔凡军;

基于能量考虑的ZigBee树路由协议    李涛;杨静;王平;

Ad hoc的路由协议研究    刘翔;

无线传感器网络中基于能量的路由协议分析    杨非;牛长流;

基于无线传感器网络的温度监测技术研究    谭定忠;邱英;师柱;张厚琛;高明;

无线传感器网络中能量有效路由协议的研究与分析    孙昊;

无线传感器网络安全路由协议分析    胡文基;徐明伟;

无线传感器网络的建模分析    徐太兵;金仁成;褚金奎;王立鼎;

空间信息网路由协议关键技术分析    侍蕾;赵洪利;

路由协议一样影响速度    金桦

路由+流量:透视IP云    刘光强

一物一地址 万物皆在线    工业和信息化部电信研究院 马军锋 张恒升

移动自组织网络的关键技术—路由协议    中科院计算所信息网络室 庞迪

无处不在的无线Mesh网络    甄岩武穆清

MPLS/VPN城域网的搭建启示    上海市闵行电视台 技术总监 徐金树

Packet Design扩展中国市场    陈军梅

路由技术    潘晏涛 卢泽新

三种IPv4/IPv6过渡技术对比    赵锋

浅述无线传感器网络安全    特约撰稿 江家兴

无线网络的声明性方法研究    曲文武

边坡数字无线监测系统关键技术研究    刘绍波

移动自组网络中若干问题的建模与分析    胡细

移动对等计算资源定位与分发技术研究    左克

能量高效的无线传感器网络分簇路由协议研究    高腾

无线传感器网络覆盖与拓扑控制理论与技术研究    任彦

移动自组网QoS路由协议研究    彭革刚

基于802.11的无线网状网路由与传输技术研究    张瑞

无线多跳网中多址和路由选择技术的研究    康凯

交替活跃模式的部分连接网络路由研究    张天乐

无线传感器网络节能路由协议研究    王平

无线传感器网络能量有效分簇路由协议(PECRP)的研究与应用    刘弢

Ad Hoc中具有QoS的分簇路由协议研究    石蔚

一种基于Ad hoc网络的安全节能路由协议    林栋

基于LEACH的WSN路由协议研究和改进    刘宝勤

Ad hoc组播路由协议研究与仿真    姜河

DYMO路由协议的OPNET平台实现及协议性能评价与优化    王彬

基于LEACH的WSN分簇路由协议研究    杨伟伟

基于上下文感知技术的WSN路由协议研究    韦哲

无线传感器网络中地理位置路由协议研究    仲新林