WSN中基于中间节点的分层分簇优化研究
发布时间：2021-11-28 09:12
无线传感网（WSN）是由分布在检测范围内的大量传感器节点组成,各个节点互相协作,以多跳的方式把检测、采集到的数据传输给用户。无线传感网具有经济成本低、部署方便、拓扑结构灵活多变等特点,受到越来越广泛的应用。然而无线传感器节点放置的环境相对比较恶劣,并且电池一般不可充电或者更换,因此,研究如何减少网络能量消耗、延长网络的生存时间使网络尽可能长时间的工作非常有意义。在对无线传感网的研究和应用中发现,网络能耗最大的部分是通信部分,只要降低通信模块消耗的能量,就能降低整个无线传感网对能量的消耗。而通过合理的设计传输路径和路由算法能有效降低通信过程中的能耗。分簇算法一直被认为是优化网络构造、减少能量消耗最有效的方法,而LEACH（低功耗自适应集簇分层型）算法又是最经典的分簇算法之一,因此研究LEACH算法是研究分簇过程的基础。然而经典的LEACH算法由于其在设计之初存在的一些不足,比如不适应大规模的网络、能量消耗不均衡等,使得LEACH算法已渐渐不适应现在的应用。于是衍生了越来越多的改进算法,P-LEACH算法和EEM-LEACH算法就是其中的两种。在深入研究了这两种算法之后,本文提出了自己的改...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无线传感网网络架构
传感器节点组成的网络一般都是分层分簇的，在分层分簇网络中节点可以以短距离多跳的方式协作完成感知任务，从而完成传与外界的沟通。（2）无线传感网的物理体系结构传统的无线传感网中有很大一部分网络的结构采用分布式网络结构，地位平等，节点的计算能力、通信能力相当，采用单跳或多跳的方式，多跳传输时随机选择其他节点作为中继节点，将数据发送到汇聚节结构的网络虽然结构灵活，但是随着网络中节点数量的增加，这种拓然会使计算变得更加复杂，并且使得数据丢失的概率增加和延时增加降低网络的性能，降低数据传输的质量。所以现在优化的网络结构大次、异构的网络。（3）通信体系结构无线传感网与普通的网络相似，但也有作为自组织网络特有的特点，网的网络通信体系结构如下：
保证点到点或点到多点的连接。物理层主要是一些传输介质，比如无线电、红外线、光波等，无线传输是无线传感器网路的主要传输方式。以下是无线传感器网络通信体系结构的一些特点[30]：Ⅰ 针对于网络通常节点数较多、网络拓扑变化快的特点，设计传感器网络时要考虑到可扩展性；针对传感器网络的 MAC 层结构简单的特点，可以在设计时简化许多结构，使网络设计简化。Ⅱ 能量受限是自组织网络最大的局限性，针对这个特点，在设计无线传感网的整个运行机制时，必须考虑的问题之一就是节能。Ⅲ 无线传感网的很多特性和自身局限性使得无线传感网在遭受攻击时承受能力较差，因此在设计网络的一些性能时一定要保障网络拓扑结构的健壮性在某些节点死亡后，不会导致整个网络的瘫痪。Ⅳ 无线传感器网络拓扑变化快，节点数量大，对网络的拓扑结构的维护也是一个很大的挑战。与上图相对应的网络协议体系结构如图 2-3 所示[31]：
【参考文献】：
期刊论文
[1]WSN中基于中间节点的分层分簇网络生命周期优化研究[J]. 刘云,王海花,向婵. 云南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[2]无线传感器网络分簇算法综述[J]. 徐晶晶,张欣慧,许必宵,孙知信. 计算机科学. 2017(02)
[3]可及时确定受攻击节点的无线传感器网络数据聚合方案[J]. 王洁,卢建朱,曾小飞. 计算机应用. 2016(09)
[4]面向无线传感器的数据融合算法研究[J]. 胡伟,李少波. 信息与电脑(理论版). 2016(16)
[5]一种含四类0-1变量的机组组合混合整数线性规划模型[J]. 邓俊,韦化,黎静华,白晓清. 中国电机工程学报. 2015(11)
[6]异质传感网络中基于目标轨迹的覆盖性能研究[J]. 秦宁宁,郑欣,吴宏杰,徐保国. 计算机应用研究. 2015(11)
[7]基于数据融合的无线传感器网络延迟感知研究[J]. 刘海燕,刘云. 计算机工程. 2015(04)
[8]WSN中可容定位误差的地理位置路由算法优化研究[J]. 刘菁原,刘云. 四川大学学报(自然科学版). 2015(02)
[9]无线传感器网络的分布扩散时钟自同步协议研究[J]. 李敏,郑国强,李济顺. 计算机测量与控制. 2014(07)
[10]一种LEACH协议的改进方法[J]. 李辉,彭珍瑞,董海棠. 电子科技. 2014(05)
博士论文
[1]无线传感器网络低能耗分簇路由算法关键技术研究[D]. 尹湘源.华东理工大学 2014
硕士论文
[1]无线传感器网络LEACH协议的研究和改进[D]. 王宁波.郑州大学 2012
本文编号：3524146
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无线传感网网络架构
传感器节点组成的网络一般都是分层分簇的，在分层分簇网络中节点可以以短距离多跳的方式协作完成感知任务，从而完成传与外界的沟通。（2）无线传感网的物理体系结构传统的无线传感网中有很大一部分网络的结构采用分布式网络结构，地位平等，节点的计算能力、通信能力相当，采用单跳或多跳的方式，多跳传输时随机选择其他节点作为中继节点，将数据发送到汇聚节结构的网络虽然结构灵活，但是随着网络中节点数量的增加，这种拓然会使计算变得更加复杂，并且使得数据丢失的概率增加和延时增加降低网络的性能，降低数据传输的质量。所以现在优化的网络结构大次、异构的网络。（3）通信体系结构无线传感网与普通的网络相似，但也有作为自组织网络特有的特点，网的网络通信体系结构如下：
保证点到点或点到多点的连接。物理层主要是一些传输介质，比如无线电、红外线、光波等，无线传输是无线传感器网路的主要传输方式。以下是无线传感器网络通信体系结构的一些特点[30]：Ⅰ 针对于网络通常节点数较多、网络拓扑变化快的特点，设计传感器网络时要考虑到可扩展性；针对传感器网络的 MAC 层结构简单的特点，可以在设计时简化许多结构，使网络设计简化。Ⅱ 能量受限是自组织网络最大的局限性，针对这个特点，在设计无线传感网的整个运行机制时，必须考虑的问题之一就是节能。Ⅲ 无线传感网的很多特性和自身局限性使得无线传感网在遭受攻击时承受能力较差，因此在设计网络的一些性能时一定要保障网络拓扑结构的健壮性在某些节点死亡后，不会导致整个网络的瘫痪。Ⅳ 无线传感器网络拓扑变化快，节点数量大，对网络的拓扑结构的维护也是一个很大的挑战。与上图相对应的网络协议体系结构如图 2-3 所示[31]：
【参考文献】：
期刊论文
[1]WSN中基于中间节点的分层分簇网络生命周期优化研究[J]. 刘云,王海花,向婵. 云南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[2]无线传感器网络分簇算法综述[J]. 徐晶晶,张欣慧,许必宵,孙知信. 计算机科学. 2017(02)
[3]可及时确定受攻击节点的无线传感器网络数据聚合方案[J]. 王洁,卢建朱,曾小飞. 计算机应用. 2016(09)
[4]面向无线传感器的数据融合算法研究[J]. 胡伟,李少波. 信息与电脑(理论版). 2016(16)
[5]一种含四类0-1变量的机组组合混合整数线性规划模型[J]. 邓俊,韦化,黎静华,白晓清. 中国电机工程学报. 2015(11)
[6]异质传感网络中基于目标轨迹的覆盖性能研究[J]. 秦宁宁,郑欣,吴宏杰,徐保国. 计算机应用研究. 2015(11)
[7]基于数据融合的无线传感器网络延迟感知研究[J]. 刘海燕,刘云. 计算机工程. 2015(04)
[8]WSN中可容定位误差的地理位置路由算法优化研究[J]. 刘菁原,刘云. 四川大学学报(自然科学版). 2015(02)
[9]无线传感器网络的分布扩散时钟自同步协议研究[J]. 李敏,郑国强,李济顺. 计算机测量与控制. 2014(07)
[10]一种LEACH协议的改进方法[J]. 李辉,彭珍瑞,董海棠. 电子科技. 2014(05)
博士论文
[1]无线传感器网络低能耗分簇路由算法关键技术研究[D]. 尹湘源.华东理工大学 2014
硕士论文
[1]无线传感器网络LEACH协议的研究和改进[D]. 王宁波.郑州大学 2012
本文编号：3524146
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