基于LEACH协议的无线传感器网络路由协议改进算法

发布时间：2017-10-13 11:30

  本文关键词：基于LEACH协议的无线传感器网络路由协议改进算法

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【摘要】：无线传感器网络节点的能源问题是现在无线传感器网络发展缓慢的原因之一,而改善网络路由协议是改进无线传感器网络的重要途径；具体而言,可以提高节点的计算能力和存活能力,减少节点能量的损耗,来延长整个网络的寿命。目前已经有很多学者从事相关的研究工作,提出了许多相关的协议算法,并取得了一定的进展。传统的LEACH算法每轮都要分簇,而且是在全网范围内选择簇头。本文提出的基于LEACH协议的改进算法只进行一次分簇,之后的周期中,在每个分好的簇内选择新的簇头,有效降低了节点的能源消耗；另外,在簇内范围选择簇头时,本文提出的改进算法综合考虑了节点的剩余能量、节点密度和节点与基站之间的距离。本文主要工作如下：(1)选用聚类算法分簇。本文采用迭代自组织数据分析算法(ISODATA)对无线传感器网络节点进行聚类,将传感器网络中的所有节点分成面积不等的若干个簇,分簇完成之后,保持节点所属的簇不变,在后期数据传输过程中不再重复分簇。传感器网络运行一段时间后,在各簇内选出某个节点作为该簇的簇头。这样的改进不仅减少了传统LEACH算法每轮簇头选举后重新分簇的时间和能量消耗,而且大大降低了节点等待全网簇头广播的时间和处理广播消息的能量消耗。(2)综合考虑各方面因素进行簇头选择。在簇头选举过程中,综合考虑节点的剩余能量信息、节点密度和节点与基站节点之间的距离,这样的簇头选择策略较传统的簇头选择算法更有效。从而延长了热点区域的节点存活时间,提高了整个网络的寿命。(3)借助MATLAB模拟并完成仿真实验。对比最优簇头率下的LEACH算法和本文提出的改进算法。本文提出了的改进路由算法,主要改进点在于：(1)无线传感器网络工作期间只进行一次分簇,之后的周期中,在每个分好的簇内选择新的簇头。(2)簇头选择时,将节点的剩余能量信息、节点密度和节点与基站节点之间的距离方面的信息进行有机的整合,选出更优的簇头。通过实验得出,本文所研究的改进算法在各个方面较传统的LEACH算法都有一定提升。该算法对无线传感器网络的研究提供了具有一定参考价值的资料,并对继续深入研究起到了借鉴作用。
【关键词】：无线传感器网络 路由协议 聚类 LEACH算法
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN915.04;TP212.9
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 研究背景与意义11-14
• 1.1.1 无线传感器网络的概述11-12
• 1.1.2 无线传感器网络的应用12-14
• 1.2 国内外研究现状14-15
• 1.2.1 国内研究现状14
• 1.2.2 国外研究现状14-15
• 1.3 本文主要研究内容15
• 1.4 文章组织结构15-16
• 第二章 无线传感器网络路由算法16-28
• 2.1 无线传感器网络路由协议的概述16
• 2.2 无线传感器网络的路由算法16-27
• 2.2.1 平面路由算法16-19
• 2.2.2 层次路由算法19-26
• 2.2.3 路由算法的性能比较26-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第三章 基于LEACH协议的改进路由算法28-37
• 3.1 LEACH协议算法的不足28-29
• 3.2 基于LEACH协议的改进算法29-36
• 3.2.1 改进算法的思想29-34
• 3.2.2 改进算法的设计34-36
• 3.3 改进算法难点分析36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 改进算法仿真实验的设计与分析37-48
• 4.1 仿真工具MATLAB介绍37
• 4.2 节点能量消耗模型37-40
• 4.3 仿真环境与实验组参数设置40-42
• 4.4 仿真结果与分析42-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第五章 总结与展望48-50
• 5.1 本文总结48-49
• 5.2 下一步研究工作49-50
• 参考文献50-54
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目54-55
• 致谢55

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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3 HUANGFU Wei;ZHANG ZhongShan;CHAI XiaoMeng;LONG KePing;;Survivability-oriented optimal node density for randomly deployed wireless sensor networks[J];Science China(Information Sciences);2014年02期

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

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本文编号：1024625