基于事件和规则驱动的物联网路由动态优化算法

发布时间：2017-05-23 23:11

  本文关键词：基于事件和规则驱动的物联网路由动态优化算法，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：物联网是我们对生产生活的各个方面进行方便快捷的控制和管理的基础,是各种产业向现代化转变的重要契机。但是,要充分发挥物联网的作用,其必须符合应用范围广、可靠性高、使用时间长等要求。大部分物联网部署在无线传感器网络上,由无线传感器网络实现信息采集。而在采集信息的网络中,传感器节点的能量是一定的并且要补充其能量的难度是非常大的,为了实现物联网使用时间长的要求,如何延长网络传感器节点的工作寿命,成为非常必要的研究问题。本文针对突发事件监测的无线传感器网络,受到生物免疫系统的启发,为了降低网络的能量消耗,借鉴生物免疫机制的优势,同时考虑规则驱动,多路径路由,sink节点移动等多个因素,设计路由算法,增长了网络传感器节点的生存时间。获得了如下几个方面的成果:(1)在事件驱动的无线传感网路由动态分簇算法的成簇阶段运用生物免疫机制,设计基于事件驱动的动态免疫分簇路由算法(EDICR),事件作为抗原,传感器节点作为抗体,抗体对抗原有记忆保存功能,使得相似的抗原再次出现时,系统可以对事件及时响应。相似事件再次发生且传感器节点符合能量要求时,可以直接调用抗体中的记忆,对事件进行快速建簇,节省了簇的建立过程所消耗的大量能量,增加了网络的数据传输量,增长了网络的生存时间。(2)定义规则,规则驱动下执行事件驱动的动态免疫分簇多路径路由算法,提出一种动态免疫分簇的规则驱动多路径路由算法(rdicmr)。在事件驱动的无线传感网络动态分簇路由算法的数据传输阶段运用生物免疫机制,当相似事件再次发生并且满足能量规则时,可以直接调用记忆库中的路由路径进行数据传输;并且加入改进的能量多路径路由,对路由过程中所有传感器节点的能耗进行平衡,通过节省数据传输能耗,增长网络生存时间。(3)针对动态免疫分簇的规则驱动多路径路由算法中能量消耗不均衡等问题,引入移动sink节点,提出有效解决能量不均衡问题的sink移动策略(mserdicr)。该策略将网络分割成网格,根据基于事件和规则的免疫分簇路由算法建簇后,通过可控移动策略——剩余能量扫描(e-scan)调度sink节点的位置,可以节约网络能量消耗。在matlab仿真中,具体分析了sink节点的移动范围,网格大小和移动网格的最低能量标准在mserdicr算法性能上的作用。分析结果显示,sink节点移动范围为事件发生网格周围一周、网格边长为10、移动网格的最低能量标准为网格内平均能量的65%时,mserdicr算法性能最佳;mserdicr算法的网络生存时间比mseerp、gap和ttdd算法长。最后,针对论文的研究内容,探讨了研究中的可优化的方面,并就此得出新的研究方向。
【关键词】：事件驱动 规则驱动 生物免疫机制 分簇路由 网络生命周期
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 研究现状12-13
• 1.2.1 物联网技术国内外研究现状12
• 1.2.2 生物智能算法的研究现状12-13
• 1.3 论文的研究内容和创新点13-14
• 1.4 论文的章节安排14-15
• 第二章 物联网及生物免疫系统综述15-25
• 2.1 引言15
• 2.2 物联网15-18
• 2.2.1 物联网的内涵15
• 2.2.2 物联网体系结构15-16
• 2.2.3 物联网的关键技术16
• 2.2.4 物联网的应用进展16-18
• 2.3 WSN18-21
• 2.3.1 WSN的组成、特点和体系结构18-20
• 2.3.2 WSN的拓扑结构20-21
• 2.3.3 WSN的研究和应用21
• 2.4 WSN路由协议21-23
• 2.4.1 路由协议的特点22
• 2.4.2 路由协议完成的主要目标22
• 2.4.3 路由协议分类22-23
• 2.5 人工免疫系统23-24
• 2.5.1 生物免疫系统23-24
• 2.5.2 人工免疫系统24
• 2.6 小结24-25
• 第三章 基于事件驱动的动态免疫分簇路由算法25-40
• 3.1 引言25-26
• 3.2 事件驱动型无线传感器网络26-27
• 3.2.1 事件驱动型系统的特点26
• 3.2.2 事件驱动型路由算法26-27
• 3.3 基于事件驱动的动态免疫分簇路由算法27-39
• 3.3.1 网络模型及无线通信能耗理论27-28
• 3.3.2 EDICR算法流程28-30
• 3.3.3 系统初始化30-31
• 3.3.4 与生物免疫系统的映射31-32
• 3.3.5 事件簇发成簇与数据传输32-35
• 3.3.6 EDICR算法仿真分析35-39
• 3.4 小结39-40
• 第四章 动态免疫分簇的规则驱动多路径路由算法40-59
• 4.1 引言40
• 4.2 规则驱动的思想概述40
• 4.3 动态免疫分簇的规则驱动多路径路由算法(RDICMR)40-57
• 4.3.1 规则驱动40-45
• 4.3.2 与生物免疫系统的映射45-46
• 4.3.3 网络模型46-47
• 4.3.4 RDICMR详细算法47-49
• 4.3.5 RDICMR算法仿真分析49-57
• 4.4 小结57-59
• 第五章 事件和规则驱动的动态免疫分簇路由sink移动策略59-68
• 5.1 引言59
• 5.2 路由算法sink移动策略综述59-61
• 5.2.1 MSWSN路由协议的介绍59-60
• 5.2.2 MSWSN路由协议的比较60
• 5.2.3 MSWSN中sink节点的移动策略分析60-61
• 5.3 事件和规则驱动的动态免疫分簇路由sink移动策略61-64
• 5.3.1 MSERDICR算法流程61-62
• 5.3.2 Sink节点移动策略62-63
• 5.3.3 网络分簇63
• 5.3.4 数据传输63-64
• 5.4 MSERDICR算法仿真分析64-67
• 5.4.1 仿真环境64
• 5.4.2 MSERDICR影响因子分析64-66
• 5.4.3 MSERDICR算法仿真分析66
• 5.4.4 结论66-67
• 5.5 小结67-68
• 第六章 总结与展望68-70
• 6.1 总结68-69
• 6.2 展望69-70
• 参考文献70-77
• 致谢77-78
• 附录：攻读硕士期间发表的论文和参与的项目78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 马华东;;Internet of Things:Objectives and Scientific Challenges[J];Journal of Computer Science & Technology;2011年06期

  本文关键词：基于事件和规则驱动的物联网路由动态优化算法，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：389325