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无线传感器网络节能分簇路由协议研究

无线传感器网络(WSN)是一类无线自组织网络,由空间自主分布的传感器节点组成。用于监测不同区域的物理或环境信息,如温度、声音、压力等。目前无线传感器网络广泛应用于民用和军事的目标跟踪和监视,同时在自然灾害监测、生物医学应用、动物栖息地监测和建筑管理系统中也发挥着重要作用。其核心WSN节点是能量受限的感知通信设备,通常无法更换电池。因此,能源利用效率是WSN研究中的一个重要问题,设计节能协议对于延长传感器的寿命至关重要。在WSN路由中,分簇路由依靠其拓扑易管理、数据易融合、能量利用率高等优点,成为当前重点研究的节能路由技术。本文针对不同规模的网络,进行不同的分簇节能路由协议研究,主要工作内容有:1.介绍WSN的组成结构,探讨WSN路由协议的设计要求和各类路由协议的特点,分析网络耗能因素和应用方向。并且对当前国内外研究的节能分簇路由协议进行学习,重点研究智能优化算法与分簇结合的路由协议,并归纳出各类分布式非均匀分簇路由协议的适应性和  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

广西大学
广西大学

基于分簇路由协议的无线传感器网络节能算法研究

传感器网络众多关键技术中,网络节能十分重要。I.EACH协议作为第一个分簇路由协议,拥有很好的节能特性,具有很高的使用及研究价值。本文对LEACH协议成簇的过程,簇头选举的机制和数据传输的方式进行了研究和改进。主要工作如下:文中通过分析LEACH协议在分簇算法中存在的未考虑节点的剩余能量,簇头节点分布位置不合理等缺陷,提出了基于能量均衡的EB-LEACH协议,在原有LEACH协议的基础上优化了成簇的条件,充分考虑了剩余能量与相对位置,使无线传感器网络的寿命得到延长。仿真实验结果表明改进后的算法有效降低了网络能耗,提高了无线传感器网络的性能。传统的LEACH协议每次选举簇头都需要全网广播,为了减少广播次数,降低能耗,提出了一种基于簇内博弈的GC-LEACH协议,通过改进网络的工作方式,在网络选举簇头时,将全网广播的工作方式改为簇内小范围的广播,通过簇内博弈的方式重选簇头,使得簇头的分布更为合理,降低簇内数据传输的能耗。最后,通过仿...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
南京理工大学

基于节能的无线传感器网络分簇路由协议研究

路由协议是无线传感器网络中的研究重点,与传统无线网络不同的是,无线传感器网络能量、资源的有限性很大程度的影响了路由协议的研究,并且无线传感器网络很多其他特征也对路由协议提出了新的技术要求。因此,本文针对能量有效的无线传感器网络路由协议展开研究。本文首先简要介绍了无线传感器网络的概念、特点、关键技术和节能技术以及无线传感器网络路由协议的特点、设计要求等,分析和比较了现有的各种典型路由协议,并对以LEACH为代表的分簇路由协议进行了重点分析。借鉴现有路由协议中的分簇思想,本文提出了一种基于分簇的能量有效路由协议(Energy Efficient Routing Protocol based on Clustering,简称EERPC),该协议以节约网络能量为主要目标,在建立阶段设计了基于网络最优簇首数目和能量适应阈值的新型簇首选择机制,并采用TDMA机制作为信道接入方式,在稳定工作阶段,则设计了基于扇区和多跳的簇内路由和簇间路由机制...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

基于分簇结构的无线传感器网络节能路由协议研究

典型的无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是由许多微型廉价低功耗的传感器节点采用自组织的方式形成的专用网络,常被部署于指定的区域用于感知和采集各种监测对象的信息,并采用多跳通信方式将信息提供给终端用户,是连接人类社会和物理世界的信息纽带。WSN与传统的无线网络不同,WSN中的节点带宽、内存等资源更为匮乏,尤其是其有限的能量资源直接影响到传感器网络的生命周期以及网络的信息质量。由于传感器节点的能量通常很难得到补充,因此,在节点能量有限的前提下,讨论如何提高有限能量的利用率,以延长网络的生命周期,是当前该领域研究的热点问题。传感器节点绝大部分的能量都用于数据的无线传输,因此采用高能效的路由协议有助于减少节点的能耗,从而延长网络生存期。通过对现有的路由协议系统学习和总结,发现基于分簇结构的路由协议在网络扩展性、高效节能性等方面具有明显优势,本文围绕这一课题针对不同类型的WSN构建分簇结构的路由协议。...  (本文共105页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

无线传感器网络分簇路由协议的研究与改进

无线传感器网络因其广阔的应用前景和独特的技术挑战吸引了众多学者的研究兴趣,并逐渐成为了近几年来计算机网络领域中热门方向。路由协议作为无线传感器网络组网的基础和网络层的核心技术,成为无线传感器网络研究的重点。本文首先对无线传感器网络的概念、体系结构、特点以及关键技术做了简要介绍,然后对现有的各种无线传感器网络的路由协议做了深入分析。针对分簇协议普遍存在能量消耗不均和负载不均衡的问题,设计了基于权值的聚簇路由协议(WCRP协议),通过局部拓扑信息的权值计算,增强簇头选举的合理性,通过基于消息驱动机制的簇划分,提高负载的均衡性。针对PEGASIS协议数据传输延时较大和能量消耗不均的问题,设计了双层链式路由协议(DCCR协议),根据地理位置实现集中式分簇,在簇内形成短小的数据传输融合链,在簇间形成簇头链,以减小通信时延;并引入能量和距离作为簇头选举因子,以均衡节点的能量消耗。针对PEGASIS协议因采用贪婪算法导致链路径较长的问题,设计...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

无线传感器网络分簇路由协议的研究与改进

无线传感器网络作为计算、通信和传感器技术相结合的产物,成为计算机科学领域一个活跃的研究分支。其中,针对无线传感器网络路由协议的研究更是研究的重点,因为网络层路由协议的设计直接影响无线传感器网络的整体工作水平和实用化进程。本文对无线传感器网络的路由协议进行了分析,发现分簇路由协议具有拓扑管理方便、能量利用高效、数据融合简单等优点,成为当前路由协议研究的重点。但是,本文通过对以LEACH协议和MRPS协议为代表的分簇路由协议的研究,发现目前所提出的分簇路由协议整体性能还有待进一步改善。因此,本文提出了一种基于单元格的带管理节点的分簇路由协议,该协议综合考虑了网络负载平衡、多跳、节点密度、节点剩余能量和数据融合等因素,利用能量无限制的汇聚节点以集中式方式进行分簇,将整个监测区域固定划分为多个单元格,每个单元格作为一个簇,并且在每个簇内引入一个管理节点。管理节点负责定时查询簇头节点的状态,并且以分布式方式实现簇头的重新选举,避免了每轮分...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>