无线传感器网络节能协议研究

【摘要】：无线传感器网络中节点的能量主要由电池供给,能量严重受限。因此,设计新的更加节能的协议来支持无线传感器网络的运行,使网络的有效生存时间尽可能延长成为了当前的研究热点之一。本文针对延长无线传感器网络的有效生存时间这一问题展开以下两个方面的研究: 第一,深入研究了MAC层协议,针对SMAC协议存在的不能根据无线传感器网络中数据流量的大小自适应调整占空比的问题提出了改进协议——S-smac协议,使无线传感器网络中的节点具有了自适应侦听功能,并且节点能够根据网络的繁忙程度动态地调整占空比。 第二,对网络层的DSR路由协议进行了深入的研究,并以该协议为基础,提出改进的负载均衡策略。针对DSR协议只考虑源节点和目的节点之间的最小跳数,而没有考虑节点的剩余能量问题,我们提出了新的改进方案——E-DSR协议:当网络中某个节点的能量由于消耗过快,进入危险期时,该节点会自动向数据发送源节点发送一个请求包,这个包中包括该节点的地址和剩余能量信息。源节点在收到这个包后会更新路由缓存表,并根据每条路由的跳数和剩余能量重新选择最佳路由。 通过搭建NS-2仿真场景,我们获得的实验结果证实,表明改进后的协议比原协议在节能、均衡负载、时延等方面有了一定的改善。 【关键词】：无线传感器网络 低能耗 自适应侦听 SMAC协议 DSR协议
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP212.9;TN915.04
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 无线传感器网络的简介10-12
• 1.2.1 无线传感器网络概念10
• 1.2.2 无线传感器网络的应用10-12
• 1.3 无线传感器网络的研究现状12-13
• 1.4 当前研究的热点问题13-15
• 1.5 本文的研究工作15
• 1.6 本文的结构安排15-17
• 第2章 无线传感器网络的概述17-28
• 2.1 无线传感器网络节点构成17-19
• 2.2 无线传感器网络的拓扑结构19-20
• 2.2.1 平面网络结构19
• 2.2.2 聚类分层的网络结构19-20
• 2.2.3 Mesh 网络结构20
• 2.3 无线传感网络的特点20-22
• 2.4 无线传感器网络协议结构模型22-27
• 2.4.1 物理层22-23
• 2.4.2 数据链路层23-24
• 2.4.3 网络层24
• 2.4.4 传输层24-25
• 2.4.5 应用层25-26
• 2.4.6 三个管理平面26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 基于SMAC 协议的改进算法28-40
• 3.1 MAC 层节能协议分析28-32
• 3.1.1 IEEE 802.11 协议28-29
• 3.1.2 PAMAS 协议29
• 3.1.3 SMAC 协议29-30
• 3.1.4 T-MAC 协议30-31
• 3.1.5 D-MAC 协议31-32
• 3.2 SMAC 协议的工作机制和能量损耗问题32-35
• 3.2.1 SMAC 协议的工作机制32-34
• 3.2.2 能量损耗问题34-35
• 3.3 SMAC 协议的改进35-39
• 3.3.1 描述节点通信状况的性能指标35-36
• 3.3.2 S-Smac 协议的具体改进思想36-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 基于DSR 协议的路由选择改进算法40-48
• 4.1 网络层协议的分析40-42
• 4.1.1 DSR 协议41-42
• 4.1.2 AODV 协议42
• 4.2 DSR 协议的工作机制与负载均衡问题42-44
• 4.2.1 DSR 协议的工作机制42-43
• 4.2.2 负载均衡问题43-44
• 4.3 DSR 协议的改进44-47
• 4.3.1 新算法的具体改进思想44-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第5章 仿真实验与结果分析48-63
• 5.1 NS-2 仿真工具介绍48-51
• 5.1.1 NS-2 简介48-50
• 5.1.2 NS-2 的仿真步骤50-51
• 5.2 S-smac 协议与E-DSR 协议的程序实现51-54
• 5.2.1 S-smac 协议的程序实现51-53
• 5.2.2 E-DSR 协议的程序实现53-54
• 5.3 S-smac 协议的仿真实验与结果分析54-58
• 5.4 E-DSR 协议的仿真实验与结果分析58-62
• 5.5 本章小结62-63
• 结论63-65
• 参考文献65-70
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果70-71
• 致谢71-72
• 作者简介72

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

传感器网络    李志刚,周兴社

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

无线传感器网络中的自身定位系统和算法    王福豹,史龙,任丰原

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;

Status adaptive routing with delayed rebroadcast scheme in AODV-based MANETs    

AODV routing overhead analysis based on link failure probability in MANET    

无线传感器网络的安全性研究    秦大力;唐颖;

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;

WSN定位算法实际应用性能评价指标及其影响因素的分析    聂宽胜;刘军;

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;

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WSN的森林火灾预警系统设计    冯立波;黄婷;罗桂兰;

基于无线传感器网络和GPRS网的灌溉系统研究    赵养社;

基于无线传感网络和LabVIEW的洱海水质监测系统设计    杨润标;左国超;李娟;丁运芳;简亚琼;

物联网在农业上的应用    文黎明;龙亚兰;

一种改进的无线传感器网络DV-Hop定位算法    彭刚;刘戎;

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

基于循环求精的APIT无线传感器网络定位算法    彭力;张炜;

基于LANDMARC及其算法改进的RFID室内定位研究    解迎刚;王志良;郑珊山;

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

基于WEB和GPRS的温室远程监测与管理系统设计    张帆;刘刚;刘春红;

移动型传感器网络协议及组播体系结构分析    刘珩;安建平;邓轶敏;

无线传感器网络路由协议安全性研究    李雄伟;杨义先;周希元;

无线传感器网络的动态树型结构    蔺智挺;赵保华;屈玉贵;柏荣刚;

WSN监测系统中声压分布二维可视化研究    马天;黄建国;陈建峰;

无线传感器网络覆盖控制算法研究    张晋

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

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

无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究    蒋鼎国

高性能嵌入式系统技术及应用的若干问题研究    佟吉钢

能源自给低功耗无线传感器网络关键技术研究    高艺

基于可信的无线传感器网络认证技术的研究    叶青

基于NS-2的RED算法优化策略    曹志波

无线传感器网络节点定位关键技术研究    肖美华

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

面向离散型制造业的嵌入式MES检测终端开发    彭慧

基于ZigBee的自行火炮定位布阵系统研究    丁代民

Ad Hoc网络AODV路由协议的QoS机制研究    吕何平

一种基于PMIPv6的智能辅助高效切换方案    王利明

无线传感器网络中时间同步技术的研究    刘兰涛

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

无线传感器网络拓扑优化研究    马斌;周小佳;

无线传感器网络S-MAC协议的时延控制    施海健;张海滨;钱良;宋文涛;

基于无线传感器网络SPIN协议的一种改进方案    任秀丽;李政;

一种带有自维护功能的无线传感器网络聚类算法    姜国彬;张世永;钟亦平;

无线传感器网络拓扑控制分析    刘强;卢东昕;张焕水;那成亮;

传感器网络中以数据为中心的路由协议    刘春余;

无线传感器网络技术发展现状    孙亭;杨永田;李立宏;

无线传感器网络关键性问题的研究    李永琴;

无线传感器网络节点定位机制研究    章浩;李萍萍;张西良;

无线传感器网络在军队指挥自动化建设中的应用    张来潮;吴广恩;李德龙;

基于无线传感器网络的室内定位系统    郭旭斌;叶长城;王忆文;李辉;

基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法的研究    徐久强;卢锁;赵海;崔行兵;刘大鹏;

无线传感器网络的滚动时域状态估计方法    骆吉安;柴利;

无线传感器网络中基于预测的Top-k监测(英文)    曹芳菲;何文麟;陈红;

基于无线传感器网络的普适计算研究    龙昭华;李景中;蒋贵全;张林;

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;

无线传感器网络中一种基于历史数据分组的感知查询技术    刘阳;杨晓春;王斌;于戈;李斌阳;

一种基于分簇的无线传感器网络数据存储管理系统    马礼;唐长茂;

无线传感器网络物理层协议的研究现状    梁(韦华);于海斌;

基于矿井节能的无线传感器网络MAC协议的研究    袁蕊;

无线传感器网络技术专利分析    美国专利律师 谭文晔　薛之扬

无线传感器网络改变未来世界    本报记者 赵建国

利用无线传感器网络提高地质灾害监测能力    温雅路

国内外物联网技术研究进展    赛迪顾问信息产业研究中心高级咨询师 王坤

科学准确地认识物联网    本报记者 姚传富

理智部署无线传感网    沈建苗　编译

无线传感器网络观测平台投入应用    卞 辑

无线传感器网络供电获新援    

让无线传感器网络走入生活    罗清岳

以无线传感器网络打造智能化城市    记者 陆成钢　通讯员 尚晓天

无线传感器网络能量高效组建关键技术的研究    罗丹彦

无线传感器网络隐私保护关键技术研究    赵宝康

基于无线传感器网络的远程抄表关键技术研究    姜宇

无线传感器网络中基于量化信息的目标状态估计与融合    周彦

无线传感器网络中目标覆盖的研究    谷雨

无线传感器网络精确动态定位及其安全性问题研究    马永波

无线传感器网络能量有效安全路由协议研究    毕嘉娜

多媒体无线传感器网络中若干算法研究    李哲涛

无线传感器网络高能效可靠数据传输理论及应用研究    李玉凯

基于无线传感器网络的定位和跟踪算法研究    丁英强

无线传感器网络节能协议研究    徐腾飞

智能建筑无线传感器网络覆盖问题的建模与优化研究    张家霖

无线传感器网络安全分析及应用    全富龙

基于无线传感器网络的光强环境监测系统设计    蔡殷

基于无线传感器网络的导航系统设计与实现    黄衍玺

基于北斗系统的无线传感器网络目标定位算法研究    张涛

无线传感器网络目标优化覆盖的研究    唐健华

无线传感器网络覆盖算法研究    杨凤伟

无线传感器网络中基于压缩感知技术的数据压缩方法研究    龚静

无线传感器网络在应急通信中的应用研究与实现    李明