无线传感器网络基于分簇算法的多路径路由协议研究

发布时间：2017-09-13 11:17

  本文关键词：无线传感器网络基于分簇算法的多路径路由协议研究

  更多相关文章： 能耗问题 非均匀分簇方法 模糊推理算法 多路径方法 节点剩余能量 节点负载量

【摘要】：无线传感器网络应用日益广泛,目前已成为了国内外研究领域的重点之一。它由大量静止或移动的传感器节点以自组织和多跳的方式构成无线网络,传感器网络节点能够感知并采集监测区域的环境信息,并加以处理之后发送给用户终端,协助工作人员分析监测区域的环境变化。在无线传感器网络中,传感器节点体积小,通常采用电池供电且部署在恶劣环境中,能源无法更换。因此造成了传感器节点的各种限制,包括节点处理能力有限,节点通信范围有限及节点的存储能力和能量有限等,其中能耗是最关键的因素。在此背景下,本文研究了无线传感器网络路由协议且重点研究无线传感器网络路由过程中的负载平衡及能耗问题。本文主要研究了无线传感器网络基于模糊推理算法的多路径分簇路由协议。目的在于降低无线传感器网络中的能量消耗,从而延长无线传感器网络生命周期。首先,本文对无线传感器网络的相关知识进行了介绍,然后阐述了本文提出的两种有效的多路径路由算法。为了更好地均衡传输路径上节点的能量消耗,一方面利用A-star算法或多路径算法采用多条路径并行传输,均衡负载量且提高吞吐量；另一方面利用非均匀分簇方法对无线传感器网络节点进行分层管理,控制网络规模变化,提高了网络的扩展性。最后运用模糊推理算法综合考虑了数据传输过程中的各种因素,如节点剩余能量、节点负载量等。实验结果表明该算法能够有效的降低无线传感器网络中的能量消耗,均衡网络中的负载量且延长了网络的生命周期。
【关键词】：能耗问题 非均匀分簇方法 模糊推理算法 多路径方法 节点剩余能量 节点负载量
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 无线传感器网络的概念及主要特征9-14
• 1.1.1 无线传感器网络概念9
• 1.1.2 无线传感器网络研究背景及意义9-10
• 1.1.3 无线传感器网络的起源和发展10-12
• 1.1.4 无线传感器网络的特点12-13
• 1.1.5 无线传感器网络与Ad hoc自组网络比较13-14
• 1.2 无线传感器网络国内外研究现状及应用14-18
• 1.2.1 国内外研究现状14-15
• 1.2.2 无线传感器网络的应用15-17
• 1.2.3 无线传感器网络中存在的问题17
• 1.2.4 无线传感器网络中的关键技术17-18
• 1.3 无线传感器网络路由协议概述18-19
• 1.3.1 无线传感器网络路由协议的概念18
• 1.3.2 无线传感器网络路由协议的主要特征18-19
• 1.4 无线传感器网络研究内容及本文的贡献19-20
• 1.5 本文的组织结构20-21
• 第二章 无线传感器网络多路径路由协议系统模型21-24
• 2.1 模型的前提与假设21
• 2.2 延长网络生命周期的度量定义21-22
• 2.3 能量模型22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 基于模糊推理和A-STAR算法的分簇多跳路由协议24-43
• 3.1 基于LEACH路由协议算法改进之后的分簇路由算法24-29
• 3.1.1 LEACH协议算法的实现过程24-25
• 3.1.2 LEACH-EN算法的实现过程25-29
• 3.2 模糊推理算法的相关知识及实现29-31
• 3.2.1 模糊推理的相关知识描述29
• 3.2.2 模糊推理算法实现过程29-31
• 3.3 A-STAR算法的相关知识和实现31-34
• 3.3.1 A-Star算法的相关知识31-32
• 3.3.2 A-Star算法的实现过程32-34
• 3.4 CAF路由算法的实现34-37
• 3.5 CAF算法仿真实验及结果分析37-42
• 3.5.1 CAF算法的仿真环境和参数37-38
• 3.5.2 CAF算法的性能分析38-42
• 3.6 本章小结42-43
• 第四章 基于模糊推理和多路径算法的分簇多跳路由协议43-51
• 4.1 多路径算法的相关知识及实现43-45
• 4.1.1 多路径算法的相关知识43
• 4.1.2 多路径算法的实现43-45
• 4.2 CMF算法仿真实验及结果分析45-50
• 4.2.1 CMF算法的仿真环境和参数45-46
• 4.2.2 CMF算法的性能分析46-50
• 4.3 本章小结50-51
• 第五章 CAF算法和CMF算法性能对比与分析51-56
• 5.1 CAF算法和CMF算法的仿真环境和参数51-52
• 5.2 CAF算法和CMF算法的性能对比分析52-55
• 5.3 本章小结55-56
• 第六章 结论56-58
• 6.1 主要结论56
• 6.2 研究展望56-58
• 参考文献58-61
• 在学期间的研究成果61-62
• 一、发表论文61
• 二、参与课题61-62
• 致谢62

【参考文献】

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1 刘s，

本文编号：843378