基于优化算法的无线传感器网络分簇路由协议的研究及实现

发布时间：2016-08-25 08:02

  本文关键词：基于优化算法的无线传感器网络分簇路由协议的研究及实现，由笔耕文化传播整理发布。

《浙江大学》 2015年

基于优化算法的无线传感器网络分簇路由协议的研究及实现

杨阳  

【摘要】：无线传感器网络是21世纪研究的热点方向之一,由大量的低功耗、多功能的传感器节点组成,通过相近节点之间的无线通信形成网络。节点以合作的方式收集其分布区域的特定信息,通过网络的数据处理和传输能力传送给用户中心终端。传感器可以检测或监测环境或大量的物理参数,例如空气中的温度和光照强度,土壤的成分和湿度,移动物体的速度和方向。无线传感器网络的潜在应用场景有环境监测、军事监测、医疗看护和工业过程控制等。 一般的情况下将无线传感器网络协议划为5层,分别为与特定应用相关的应用层,与逻辑连接相关的传输层,与路由相关的网络层,与媒体接入相关的MAC层和物理连接相关的物理层。传感器节点的能量来源于嵌入的电池,只有有限的能量容量。为了延长无线传感器网络的寿命,能耗问题是无线传感器网络设计考虑的主要因素,不仅是硬件和软件,还有网络架构和协议。本文首先提出了基于人工智能蜜蜂群优化算法的集中式分簇协议,人工智能蜜蜂群优化算法模仿蜜蜂群的智能寻食行为,在簇头的选择过程中,根据当前轮次消耗能量或当前节点剩余能量,选择不同的适应函数,通过该算法选择最优簇头集,提高能量利用率和网络能量消耗的平衡性,提高节点存活数量和延长网络生命期。同时,在前人研究的基础上,考虑了整个网络能量的均衡性,提出一种基于人工智能蜜蜂群优化算法和辅助簇头的集中式分簇路由协议,该协议加入了一种辅助簇头的机制,主簇头接收簇内成员的数据,主簇头传送数据给辅助簇头,辅助簇头与基站通信,通过该机制,辅助簇头分担了一部分主簇头每轮消耗的能量,以致最优的簇头能够存活的时间更长,在不改变时间复杂度的基础下,将辅助簇头的选择加入到优化过程中,有效地提高了网络的均衡性,同时延长了网络的寿命。通过网络运行时间和接收数据量性能的比较,验证了辅助簇头机制的有效性。

【关键词】：
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

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【参考文献】

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1 王相海;张福炎;;MPEG-4自然视频编码工具和算法[J];计算机科学;2001年01期

2 王朝晖;刘爱宾;焦斌亮;;基于改进蜂群算法的WSN分簇路由协议[J];小型微型计算机系统;2014年12期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 何文德;杨凤年;刘光灿;;无线传感器网络在文物保护中的应用[J];安防科技;2007年07期

2 刘海波;邹涛;翁哲;;无线传感器网络在执勤枪械定位中的应用[J];安防科技;2009年09期

3 张开风;胡艳军;许耀华;姜新红;仇乐乐;王福俊;高韦;丁胜建;;WSN与GPRS结合的远程图像等数据采集系统设计[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年04期

4 林丽萍;;无线传感器网络节点的研究与应用[J];安徽职业技术学院学报;2010年04期

5 余华;孙艳红;车银超;郭玉峰;;无线传感器网络在现代农业中的应用[J];安徽农业科学;2010年04期

6 余华;吕宁波;;基于无线传感器网络的农田信息管理系统的研究[J];安徽农业科学;2010年32期

7 范书平;高巍;马宝英;;一种无线温度传感器网络中节能的路由协议[J];安徽农业科学;2011年02期

8 杨治秋;柴宝杰;;无线传感器网络在农业信息监控系统中的应用[J];安徽农业科学;2011年35期

9 归奕红;;无线传感网应用于设施农业的节能方案研究[J];安徽农业科学;2012年02期

10 秦玉伟;彭燕;;能量非均衡节点在无线传感网络立体空间的LEACH路由研究[J];安徽农业科学;2012年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张维勇;张芬;马学森;;基于IEEE802.15.4的一种分簇算法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

2 石为人;张阳;邓鹏程;;传感器网络局部时间同步协议研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

3 刘增力;李雯霏;龙华;朵琳;;能量相关DSR协议OPNET仿真及性能分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

4 罗旭;柴利;杨君;;无线传感器网络TTSL迭代定位算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年

5 ;Particle Swarm Optimization of Periodic Deep Brain Stimulation Waveforms[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年

6 任玲;唐昊;周雷;魏振春;;一种能量高效的无线传感器网络自适应传输方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年

7 何坚;方康玲;李晓卉;韩维;;基于无线传感器网络的涉密载体智能监管系统研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年

8 陈传友;张在琛;;基于ADF7020-1的无线收发模块的设计与实现[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年

9 丁飞;马小铁;;LEACH协议在群体生理参数采集中的实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年

10 于亮亮;刘刚;王俊;;基于IEEE802.15.4的温室环境信息采集系统[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 樊建聪;分布估计学习算法研究[D];山东科技大学;2010年

2 王蕊;无线传感器网络部署与拓扑控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

3 孙玉婷;基于柱形换能器的水下传感器网络组网协议研究[D];中国海洋大学;2009年

4 罗汉江;海洋监测传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年

5 郭瑛;基于事件触发的无线传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年

6 周鹏;水下传感器网络海上试验平台的研究与设计[D];中国海洋大学;2010年

7 张书奎;无线传感器网络中信息分发的可靠性研究[D];苏州大学;2010年

8 高艺;能源自给低功耗无线传感器网络关键技术研究[D];南开大学;2010年

9 吴磊;无线自组织网络中的路由技术相关问题研究[D];电子科技大学;2010年

10 陈伟;多跳无线网络路由关键技术研究[D];电子科技大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 叶青;基于可信的无线传感器网络认证技术的研究[D];安徽工程大学;2010年

2 谌业滨;无线传感器网络自身健康状态融合机制研究[D];南昌航空大学;2010年

3 乔田田;无线传感器网络路由协议研究[D];山东科技大学;2010年

4 骆科学;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[D];山东科技大学;2010年

5 彭慧;面向离散型制造业的嵌入式MES检测终端开发[D];浙江理工大学;2010年

6 闭启礼;水文传感器网络部署优化研究[D];郑州大学;2010年

7 张永琦;无线传感器网络中基于网关的分级簇算法研究[D];郑州大学;2010年

8 张磊;基于无线传感器网络的实验管理系统的设计与实现[D];郑州大学;2010年

9 刘兰涛;无线传感器网络中时间同步技术的研究[D];郑州大学;2010年

10 许俊杰;无线通信技术在设备状态监测中的研究与应用[D];郑州大学;2010年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 张银雪;田学民;邓晓刚;;基于改进人工蜂群算法的盲源分离方法[J];电子学报;2012年10期

2 高卫峰;刘三阳;黄玲玲;;受启发的人工蜂群算法在全局优化问题中的应用[J];电子学报;2012年12期

3 江贺;刘文杰;张宪超;;无线传感器网络路由协议研究进展[J];小型微型计算机系统;2007年04期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 纪红;无线传感器网络:未来新的高技术产业[J];当代通信;2004年21期

2 李志刚,周兴社;传感器网络[J];计算机应用研究;2004年12期

3 臧丽娜;许明;赵晶;;无线传感器网络的研究与应用[J];商场现代化;2006年27期

4 胡晓荷;;将安全从鸵鸟做到麻雀——北京理工大学胡昌振教授谈无线传感器网络安全[J];信息安全与通信保密;2006年10期

5 刘月阳;李娜娜;纪红;乐光新;;无线传感器网络中基于能量的成簇协议[J];无线电工程;2006年10期

6 马碧春;;无线传感器网络在医疗行业的应用展望[J];中国医院管理;2006年10期

7 戴宁江;邱慧敏;;无线传感器网络的安全问题及对策[J];中国无线电;2006年10期

8 姜华;袁晓兵;付耀先;刘海涛;;无线传感器网络中信道仿真模型的研究[J];计算机仿真;2006年11期

9 邱建林;陆桑璐;陈道蓄;;一种无线传感器网络的多优先级数据聚集协议[J];小型微型计算机系统;2006年11期

10 陆克中;黄刘生;万颍渝;徐宏力;;无线传感器网络中传感器节点的布置[J];小型微型计算机系统;2006年11期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 唐云龙;;无线传感器网络系统实验分析[A];工程设计与计算机技术：第十五届全国工程设计计算机应用学术会议论文集[C];2010年

2 杜景林;陈力军;谢立;;无线传感器网络与互联网集成体系结构[A];2008年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(下册)[C];2008年

3 刘昊;;面向电子智能服装的人体无线传感器网络构建[A];“力恒杯”第11届功能性纺织品、纳米技术应用及低碳纺织研讨会论文集[C];2011年

4 李华;李文秀;;无线传感器网络技术在养殖业污染防治上的应用前景[A];全国畜禽和水产养殖污染监测与控制治理技术交流研讨会论文集[C];2008年

5 李洁;任海风;;K重覆盖无线传感器网络优化[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年

6 余旻晖;唐亮;;无线传感器网络技术现状及应用[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2011年年会论文集（下册）[C];2011年

7 李凤保;李凌;;无线传感器网络技术综述[A];第七届青年学术会议论文集[C];2005年

8 吴晓蓓;黄成;徐志良;;传感器网络工作效率研究[A];2005全国自动化新技术学术交流会论文集（三）[C];2005年

9 吴荣泉;钱立群;;无线传感器网络概述[A];普适计算及其软件新技术——第三届长三角计算机科技论坛文集[C];2006年

10 孙丹宁;;影响无线传感器网络性能实现的关键因素分析[A];2006全国复杂网络学术会议论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 罗清岳;[N];电子资讯时报;2007年

2 ;[N];中国计算机报;2006年

3 美国专利律师 谭文晔　薛之扬;[N];科技日报;2010年

4 本报记者 赵建国;[N];中国知识产权报;2011年

5 樊哲高;[N];中国电子报;2012年

6 本报记者 王博;[N];计算机世界;2012年

7 温雅路;[N];人民邮电;2008年

8 林宗辉;[N];电子资讯时报;2007年

9 赛迪顾问信息产业研究中心高级咨询师 王坤;[N];通信产业报;2009年

10 本报记者 张彤;[N];网络世界;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 刘华峰;传感器网络三维拓扑组织及分簇算法研究[D];国防科学技术大学;2007年

2 高英明;无线传感器网络能量管理技术与理论研究[D];大连理工大学;2009年

3 刘明;无线传感器网络的资源异构及能效管理研究[D];华中科技大学;2009年

4 唐林俊;无线传感器网络若干基础问题的建模与分析[D];上海大学;2009年

5 崔筱宁;基于传感器网络的扩散型事件监测技术研究[D];中国科学技术大学;2010年

6 陆星家;面向普适医疗的无线传感器网络研究[D];东华大学;2009年

7 霍宏伟;医疗护理无线传感器网络系统关键技术研究[D];北京交通大学;2010年

8 姜楠;无线传感器网络自组织演化模型及其关键技术研究[D];南京航空航天大学;2008年

9 高艺;能源自给低功耗无线传感器网络关键技术研究[D];南开大学;2010年

10 袁久银;无线传感器网络节点能量均衡策略及控制算法研究[D];重庆大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 彭霁;无线传感器网络的节能与可靠性研究[D];电子科技大学;2008年

2 陆莹;基于无线传感器网络的组网可靠性研究[D];天津大学;2007年

3 潘虎;煤矿安全监控无线传感器网络系统研究[D];华中科技大学;2007年

4 张杉;无线传感器网络通信机制的研究[D];电子科技大学;2008年

5 宋保业;无线传感器网络关键技术研究[D];青岛科技大学;2008年

6 米琦;基于多维变换的无线传感器网络定位算法研究[D];上海交通大学;2007年

7 魏宝玲;利用无线传感器网络实施道路维护与监控[D];国防科学技术大学;2006年

8 蔡新文;无线传感器网络路由协议研究[D];西安电子科技大学;2008年

9 陈喆;传感器网络环境下的反监控算法研究[D];湖南大学;2008年

10 张卫华;温室低时延高效无线传感器网络的研究[D];江苏大学;2009年

  本文关键词：基于优化算法的无线传感器网络分簇路由协议的研究及实现，由笔耕文化传播整理发布。

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