当前位置:主页 > 科技论文 > 信息工程论文 >

无线传感网中基于移动汇聚节点的节能路由算法研究

发布时间:2018-07-20 21:36
【摘要】:近年来,云计算技术越来越受研究者欢迎。利用云计算技术,无线传感网可以支持从底层到上层应用。无线传感网一旦部署到目标区域,就能够对目标区域进行实时感知,这都得益于网络中节点之间能够相互协作。现实生活中的诸多领域都涉及到了无线传感网,例如军事领域、农业领域、智能医疗领域等等。由于节点的能量一般由电池供电,再加上应用环境的约束,很难进行节点能量的更换或者补给。因此,实现节点能量的高效利用成为了设计无线传感网路由协议中的重点也是难点。在传统路由协议中,最为常见的是节点与汇聚节点之间采取多跳通信。然而由于汇聚节点是固定不动的,越靠近汇聚节点的传感器需要转发大量的数据包,这些节点的能量将会快速消耗并过早死亡,也就产生所谓的“热节点”,这种现象被称为“能量空洞”。近年来,研究者们提出了移动汇聚节点的思想,在延长网络生命周期上有着显著的表现。相比较于基于固定汇聚节点的传感网,该方法能够缓解热节点问题并平衡网络的能量消耗。本文针对基于移动汇聚节点的无线传感网中的节能路由算法进行研究,从而提高网络的生命周期,主要工作如下:(1)本文综述了基于移动汇聚节点的无线传感网路由协议具有的特点以及引入移动汇聚节点所带来的挑战,根据移动汇聚节点的移动特点将路由协议分为了三类并进行了比较分析。分析MECA算法和PEGASIS算法所存在的缺点,并结合这两种算法的优点,改进它们存在的不足之处。(2)针对由于汇聚节点移动导致的频繁路由重构问题,提出一种基于移动汇聚节点的动态路由调整节能算法,通过设置了一些通信规则来管理簇头节点的路由调整,实现了每当汇聚节点移动后,不会出现整个网络路由重构的现象。簇头轮换机制有效缓解了热节点的问题,同时也避免了频繁的簇头选择和簇内路由重建。(3)本文结合了分簇算法、蚁群算法和移动汇聚节点策略,进一步提高了网络的整体性能。考虑了簇头节点之间的距离,从而改进蚁群算法中的距离启发因子,提高了算法的全局搜索能力并应用到无线传感器网络中,用于规划出汇聚节点访问所有簇头的最佳移动轨迹。
[Abstract]:In recent years, cloud computing technology is becoming more and more popular. With cloud computing technology, wireless sensor networks can support applications from the bottom to the top. Once deployed to the target area, the wireless sensor network can perceive the target area in real time, which is due to the cooperation between nodes in the network. Many fields in real life involve wireless sensor network, such as military field, agriculture field, intelligent medical field and so on. It is difficult to replace or recharge the node energy because of the battery power supply and the constraints of the application environment. Therefore, the efficient use of node energy has become the key point in the design of wireless sensor network routing protocol. In traditional routing protocols, multi-hop communication between nodes and convergent nodes is the most common. However, because the convergent nodes are stationary, the sensors near the convergent nodes need to forward a large number of packets, and the energy of these nodes will be consumed quickly and die prematurely, thus creating so-called "hot nodes". This phenomenon is called an energy hole. In recent years, researchers have proposed the idea of mobile convergence node, which has a remarkable performance in prolonging the network life cycle. Compared with the sensor networks based on fixed convergent nodes, the proposed method can alleviate the problem of thermal nodes and balance the energy consumption of the networks. In this paper, the energy-saving routing algorithm in wireless sensor networks based on mobile convergence nodes is studied to improve the network life cycle. The main work is as follows: (1) this paper summarizes the characteristics of wireless sensor network routing protocols based on mobile convergence nodes and the challenges brought by the introduction of mobile convergence nodes. The routing protocols are divided into three categories according to the mobile characteristics of mobile convergence nodes and are compared and analyzed. The shortcomings of MECA algorithm and PEGASIS algorithm are analyzed, and their shortcomings are improved by combining the advantages of these two algorithms. (2) aiming at the problem of frequent routing reconfiguration caused by converging node movement, MECA algorithm and PEGASIS algorithm are analyzed. This paper proposes a dynamic routing adjustment and energy-saving algorithm based on mobile convergence node. By setting some communication rules to manage the routing adjustment of cluster head nodes, it can realize that the whole network route reconfiguration will not occur every time the convergent node moves. The cluster head rotation mechanism can effectively alleviate the hot node problem and avoid frequent cluster head selection and intra-cluster routing reconstruction. (3) this paper combines clustering algorithm ant colony algorithm and mobile convergence node strategy to further improve the overall performance of the network. Considering the distance between cluster head nodes, the distance heuristic factor in ant colony algorithm is improved, and the global searching ability of the algorithm is improved and applied to wireless sensor networks. It is used to plan the optimal trajectory for convergent nodes to access all cluster heads.
【学位授予单位】:扬州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN929.5;TP212.9

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 沙舟;陆佳亮;伍民友;;基于隐藏问题的汇聚节点移动策略[J];计算机工程与设计;2010年18期

2 胡勇;丁为民;;汇聚节点规划方法探讨[J];电信工程技术与标准化;2011年03期

3 陈建新;陈圆缘;章韵;杜月林;;用于移动汇聚节点的自适应数据采集策略[J];计算机科学;2012年11期

4 王娜;张ng涛;裴颖娜;孟凡伟;;煤矿安全预警系统中汇聚节点的研究与设计[J];工业控制计算机;2013年10期

5 孟中楼;王殊;王骐;;分簇式无线传感器网络汇聚节点移动策略研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2009年06期

6 程紫尧;刘云;;介入移动汇聚节点的无线传感器网络高效数据收集方法[J];北京交通大学学报;2011年02期

7 王毅;张德运;陈海荣;;无线传感器网络汇聚节点动态功耗管理方法[J];西安交通大学学报;2008年02期

8 马奎;黄河清;沈杰;姚道远;刘海涛;阴泽杰;;基于混合汇聚节点的无线传感器网络数据收集方法[J];光学精密工程;2008年09期

9 刘少卿;陈祖爵;;无线传感器网络多汇聚节点动态路径切换机制[J];计算机工程与设计;2010年09期

10 刘洪涛;程良伦;;具有移动汇聚节点的环境监测系统设计[J];计算机工程与应用;2010年19期

相关会议论文 前1条

1 张峰;杜尚丰;赵亮;;温室环境监测无线传感器网络汇聚节点设计[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年

相关重要报纸文章 前2条

1 柯吉;西北优势农作物精准管理系统效果明显[N];农资导报;2010年

2 张成良;MSTP和3G传输[N];人民邮电;2004年

相关博士学位论文 前4条

1 郑一麟;基于物联网的数控机床实时监测预警技术的研究[D];中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所);2015年

2 唐继强;无线传感器网络中移动汇聚节点的线路规划[D];重庆大学;2016年

3 陈凤超;无线传感器网络路由及汇聚节点选址算法研究[D];华南理工大学;2011年

4 袁甜甜;多汇聚节点无线传感器网络关键技术研究[D];南开大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 王娜;煤矿安全预警系统中汇聚节点的研究与设计[D];河北联合大学;2014年

2 李军飞;无线传感网络定位与汇聚节点选址的研究[D];江南大学;2015年

3 于浩;基于ARM的无线传感器网络汇聚节点的设计[D];贵州大学;2015年

4 唐清明;无线传感器网络路由算法及安全性的研究[D];太原理工大学;2016年

5 贾晓雪;异步无线传感网络广播效率的研究[D];中国科学技术大学;2016年

6 梁昊;基于汇聚节点集中管理的无线传感器网络分簇协议[D];山东大学;2016年

7 黄祺;无线传感器网络中移动汇聚节点位置规划方法研究[D];昆明理工大学;2016年

8 李海荟;无线传感器网络中多移动汇聚节点的能量消耗均衡算法[D];中国地质大学(北京);2016年

9 殷毓伟;CRAHN网络汇聚节点MAC层方案研究与实现[D];南京邮电大学;2016年

10 徐龙;无线传感器网络汇聚节点信息融合算法研究[D];中国民航大学;2014年



本文编号:2134858

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/2134858.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户6b326***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com