异构无线传感器网络分簇路由协议研究
本文关键词: 无线传感器网络 分簇路由 异构 覆盖保持 出处:《浙江工业大学》2010年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】: 无线传感器网络(WSN)是由大量具有计算、通信及存储能力、能量有限的传感器节点组成的特殊Ad-hoc网络,广泛应用于军事、环境监测、工业、医疗健康等领域,是目前非常活跃的研究领域。 能量消耗和网络覆盖问题是无线传感器网络中的两个核心问题,能量消耗决定了无线传感器网络的生存时间,网络覆盖则反应了无线传感器网络所能提供的感知服务质量。密度控制是减少能量消耗、延长网络生存时间的有效手段。本文针对异构无线传感器网络,分别从节能和网络覆盖两个方面研究传感器网络的分簇路由算法,主要工作如下: (1)针对多级能量异构无线传感器网络,提出了一种新的分簇路由算法CDEE(Clustering Algorithm based on Distance and Energy-Efficient)。该算法基于节点剩余能量与网络节点的平均能量的比例和节点到基站的距离的远近来选择簇首节点。剩余能量越高,距离Sink节点越近的节点成为簇首的机会越大。仿真结果表明,CDEE算法可以有效地平衡网络的能量消耗,延长网络的稳定周期和生存时间。 (2)针对高密度异构无线传感器网络,设计了一种基于k-覆盖保持和连通的分簇路由算法CRCC(Clustering Route Based on k-Coverage and Connectivity)。该算法可以根据不同的ψ值(ψ为所期望的最大封闭感知圆盘半径小于设定值的节点个数与网络节点总数的比例),选择不同的最大封闭感知圆半径rm 'in,避免异构网中由于某些节点的感知范围很小,造成节点空间密度很大,从而需要更多活跃节点才能k-覆盖监测区域的缺点。仿真结果表明,CRCC算法在性能上优于现有的k-覆盖路由算法:在保证k-覆盖监测区域的情况下,CRCC算法需要更少的活跃节点,因而减少了网络的能量消耗,延长了网络的生命周期。
[Abstract]:Wireless sensor network (WSN) is a special Ad-hoc network composed of a large number of sensor nodes with computing, communication and storage capabilities and limited energy. It is widely used in military, environmental monitoring, industrial, medical and health fields. Is a very active field of research. Energy consumption and network coverage are two core issues in wireless sensor networks. Energy consumption determines the lifetime of wireless sensor networks. Network coverage reflects the perceived quality of service provided by wireless sensor networks. Density control is an effective means to reduce energy consumption and prolong network lifetime. The clustering routing algorithms of sensor networks are studied from the aspects of energy saving and network coverage. The main work is as follows:. For multi-level energy heterogeneous wireless sensor networks, In this paper, a new clustering routing algorithm, CDEE(Clustering Algorithm based on Distance and Energy-Efficient, is proposed. Based on the ratio of residual energy to the average energy of the network node and the distance between the node and the base station, the cluster head node is selected. The higher the residual energy is, the higher the residual energy is. The simulation results show that the Sink algorithm can effectively balance the energy consumption of the network and prolong the stable period and lifetime of the network. For high density heterogeneous wireless sensor networks, In this paper, a new clustering routing algorithm, CRCC(Clustering Route Based on k-coverage and Connectivity, is designed based on k-covering preserving and connectedness. The algorithm can be based on the number of nodes with desired maximum closed perceptual disk radius less than the set value and the network according to the different 蠄 values (蠄 is the expected maximum closed perceptual disk radius less than the set value). The proportion of the total number of nodes, select different maximum closed circle radius rm to avoid the heterogeneous network because some nodes have a very small perceptual range, Resulting in a high spatial density of nodes, Therefore, more active nodes are needed to cover the monitoring area. Simulation results show that the CRCC algorithm is better than the existing k-coverage routing algorithm in performance: it needs fewer active nodes under the condition that the k-coverage monitoring area is guaranteed. Therefore, the energy consumption of the network is reduced and the life cycle of the network is prolonged.
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP212.9;TN915.04
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