无线传感器网络分簇拓扑控制算法研究

发布时间：2017-03-30 19:11

  本文关键词：无线传感器网络分簇拓扑控制算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为自组网的一种特殊应用形式,无线传感网可以对客观物理世界的各种现象进行检测,并将其转换成数据进行处理、分析。基于现有的技术水平,网络中的传感器节点会受到电池能量的限制,节能成为了无线传感网的一个重点研究议题。拓扑控制技术在无线传感网的节能问题中扮演着重要的角色,能耗通常会受其影响。 本文的主要目标是在保证网络性能的基础上,通过基于分簇的拓扑控制技术,最大限度的降低无线传感网节点的能量消耗、均衡网络负载以延长整个网络的生命周期。基于这个目标,本文首先对无线传感网的研究背景和基于分簇的拓扑控制技术现状进行了介绍。然后,从无线传感器节点的组成以及无线传感网的网络结构出发,分析网络节能的必要性,以及影响网络能耗的因素。在对网络的能耗因素进行分析之后,重点分析基于分簇的拓扑控制技术对节能所产生的影响,对几个有代表性的无线传感网分簇算法进行介绍。对介绍的几种算法进行比较,选出一个最具特点和代表型的LEACH。从选举簇头和优化簇头传输路径的角度,对LEACH进行了方案改进,实现一种更加节能的算法,并基于OPNET建立仿真模型对LEACH及其改进后的协议进行仿真分析。最后一章,从均衡网络负载的目的出发,以一个特殊的视角提出优化分簇的方法,用以延长网络生命周期,同时也基于OPNET进行了仿真分析,验证了所提出想法的可实施性。
【关键词】：无线传感网 能耗 存活时间 拓扑控制 LEACH算法 分簇优化
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-13
• 1.1 WSN概述7-8
• 1.2 课题研究的背景和意义8-9
• 1.3 无线传感网拓扑算法国内外研究现状9-12
• 1.3.1 基于支配集的分簇算法9
• 1.3.2 低维护费用的分簇算法9-10
• 1.3.3 移动感知的分簇算法10
• 1.3.4 能量有效分簇10-11
• 1.3.5 负载平衡分簇11
• 1.3.6 加权分簇11-12
• 1.4 文章的主要内容及相关工作12-13
• 2 无线传感网节能问题与拓扑控制技术讨论13-28
• 2.1 无线传感网的节能问题分析13-16
• 2.1.1 WSN的概念和网络结构13-14
• 2.1.2 传感器节点结构及其对能耗的影响14-16
• 2.1.3 影响无线传感网能耗因素分析16
• 2.2 拓扑控制技术在无线传感网节能问题中的应用16-17
• 2.2.1 拓扑控制概念16
• 2.2.2 拓扑控制与WSN节能问题16-17
• 2.3 基于分簇的功率控制算法介绍17-22
• 2.3.1 基于表驱动的分簇拓扑控制算法SREP18-20
• 2.3.2 LEACH算法20-21
• 2.3.3 PEGASIS算法21-22
• 2.4 休眠机制和MAC层协议介绍22-27
• 2.4.1 休眠机制介绍22-25
• 2.4.2 无线传感网MAC层协议介绍25-27
• 2.5 本章小结27-28
• 3 LEACH拓扑控制算法28-46
• 3.1 OPNET概述28
• 3.2 LEACH算法仿真28-38
• 3.2.1 数据包格式的建立28-30
• 3.2.2 传感器节点模型的建立30-31
• 3.2.3 建立传感器节点中每个模块的进程模型31-37
• 3.2.4 仿真条件以及仿真结果37-38
• 3.3 对LEACH算法的改进38-45
• 3.3.1 对LEACH改进的思想介绍38-40
• 3.3.2 对LEACH进行改进的具体方式40-42
• 3.3.3 算法仿真42-45
• 3.4 本章小结45-46
• 4 无线传感网分簇方式的研究46-54
• 4.1 WSN的一种特殊功率模型46-47
• 4.2 最佳簇大小设计方法47-48
• 4.3 调整传输范围48-50
• 4.4 仿真结果50-52
• 4.5 本章小结52-54
• 5 总结54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 任丰原,黄海宁,林闯;无线传感器网络[J];软件学报;2003年07期

  本文关键词：无线传感器网络分簇拓扑控制算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：277859