大型火灾环境下基于地理位置辅助的WWSN路由算法研究
发布时间：2021-09-02 11:24
可穿戴无线传感器网络（Wearable Wireless Sensor Network,WWSN）是一种自组织形式的认知网络,它不依赖于或极少依赖于基础设施,能够根据环境的变化而智能的动态调整数据传输策略,目前在生活和医疗领域较为活跃,并逐渐向救灾和战争领域迈进。本文主要针对大型火灾救援环境,提出了在火灾救援环境下路由算法设计需要遵循的设计目标,并对目前主流算法进行了分析,发现目前的算法并不完全适合火灾场景下的可穿戴无线传感器网络。因此,为了提高WWSN在大型火灾环境的数据传输能力,本文制定了移动自适应路由算法（Mobile Adaptive Routing Algorithm,MARA）,主要包括路由发现算法（LAR for Multiple Request Zone,LAR-MRZ）和路由维护算法（Route Maintenance Algorithm based on Trust Value,RMA-TV）两部分,具体内容如下:第一,分析LAR（Location Aided Routing）算法在路由发现过程的优势和不足,并借助LAR辅助路由发现算法—LAR-MRZ。LAR算法在...
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
WWSN传统体系架构
-5-1.3火灾环境下WWSN概述1.3.1火灾救援WWSN网络模型以传统WWSN网络模型为基础，结合火灾场景下人员移动规律和不可达（火区）范围分布规律，将本研究的网络结构定义如下图所示：图1.2救援现场网络结构图Fig.1.2Networkstructureofrescuesite图1.2所示模型的网络传输分为三个过程：①负责采集数据的普通传感器节点与体上控制器节点之间的传输，主要发生在体上网络（亦称体域网或WBAN）当中，根据不同需求可选择单跳或多跳传输；②为了适应远距离传输，控制器收集的所有数据通过多跳传输至通信兵所在的目的节点，称为体间网络（B2B），大部分采用多跳数据传输；③通信兵与指挥中心之间的通信。其中通信兵的选择一定程度上类似于分簇算法中的簇头，所有节点只有通过他才能和指挥中心通信，这个通信兵可以是一成不变的，也可以是变化的。如果用户要求在此区域中有人可以实时携带终端设备进行数据查看，则实际情况只能是一个通信兵一直携带此设备并查看和传输数据。若用户仅仅要求数据有效传输至指挥中心即可，则此通信兵的人选可以是变化的以平衡能耗。通过此网络结构可以看出，网络的重点和难点主要在体间网络传输方面。体
-11-播到目的节点的路由请求分组。如下图所示：图2.1路由请求过程Fig.2.1Routingrequestprocess图2.1中源节点S向目的节点D发送路由请求消息RREQ数据包，数据包每经过一个中间节点便记录了此中间节点的地址（图中以Rx显示），防止中间节点收到重复数据包（会被丢弃）并方便目的节点的路由回复过程。路由回复过程如下图所示：图2.2路由回复过程Figure2.2Routereplyprocess如图2.2所示，目的节点D会回复收到的所有请求包的路由请求，因此能够建立源节点与目的节点的多条路径。源节点收到路由分组后，会优先选择最短路径进行传输，路由发现结束。路由在传输过程中进行路由维护，当路径检测程序探测到某条使用中的路由出现了问题时，就会发送路由错误报文（RERR）给源节点，源节点在收到该RERR后，就会从它的路由缓存中删除所有包含该故障链路的路由，并重新发起一个路由发现过程。（2）按需距离矢量路由（AdhocOn-demandDistanceVectorRouting，AODV）AODV开始是专门为Adhoc网络设计，主要是为了适应网络的高移动特性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于节点状态的MANET路由发现和建立策略[J]. 赵新伟,刘伟. 计算机科学. 2019(06)
[2]基于休眠调度的传感器节点寿命延长路由算法（英文）[J]. 潘琢金,石多文,罗振,杨华. 系统仿真学报. 2019(04)
[3]移动自组织网络中基于位置预测的贪心周界无状态路由改进算法[J]. 白晓萌,杨释心,李东. 上海师范大学学报(自然科学版). 2019(01)
[4]基于节点关联强度预测和GPSR-R的混合路由算法[J]. 倪红彪,李卓. 计算机工程与设计. 2018(10)
[5]基于惩罚误差矩阵的同步预测无线体域网节能方法[J]. 郑卓然,郑向伟,田杰. 计算机应用. 2019(02)
[6]移动轨迹聚类方法研究综述[J]. 牟乃夏,徐玉静,张恒才,陈洁,张灵先,刘希亮. 测绘通报. 2018(01)
[7]面向无线传感器网络能量均衡的地理位置路由方法[J]. 李兰英,蒋维成,何勇,李晓芳. 计算机工程与科学. 2017(10)
[8]物联网M2M中基于社区的能耗感知路由策略[J]. 郑鑫,张晓洁,宾冬梅,王高才. 小型微型计算机系统. 2017(04)
[9]基于游牧团体移动模型的网络性能研究[J]. 刘建明,林道炜. 计算机科学. 2017(02)
[10]智能可穿戴设备信息安全分析[J]. 裘玥. 信息网络安全. 2016(09)
博士论文
[1]移动感知网络数据收集及激励机制研究[D]. 蒋凌云.南京邮电大学 2017
硕士论文
[1]基于时间序列预测的体域网数据融合算法研究[D]. 刘雷.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于地理位置信息的移动自组织网路由算法研究[D]. 刘叶.西安电子科技大学 2016
[3]面向车联网的地理辅助多播路由协议研究[D]. 高鑫.西安电子科技大学 2015
[4]Ad Hoc网络混合路由协议的研究[D]. 张希婕.北京邮电大学 2015
[5]协同化移动流媒体系统中时空感知的推荐优化技术研究[D]. 彭飞飞.南京大学 2014
本文编号：3378923
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
WWSN传统体系架构
-5-1.3火灾环境下WWSN概述1.3.1火灾救援WWSN网络模型以传统WWSN网络模型为基础，结合火灾场景下人员移动规律和不可达（火区）范围分布规律，将本研究的网络结构定义如下图所示：图1.2救援现场网络结构图Fig.1.2Networkstructureofrescuesite图1.2所示模型的网络传输分为三个过程：①负责采集数据的普通传感器节点与体上控制器节点之间的传输，主要发生在体上网络（亦称体域网或WBAN）当中，根据不同需求可选择单跳或多跳传输；②为了适应远距离传输，控制器收集的所有数据通过多跳传输至通信兵所在的目的节点，称为体间网络（B2B），大部分采用多跳数据传输；③通信兵与指挥中心之间的通信。其中通信兵的选择一定程度上类似于分簇算法中的簇头，所有节点只有通过他才能和指挥中心通信，这个通信兵可以是一成不变的，也可以是变化的。如果用户要求在此区域中有人可以实时携带终端设备进行数据查看，则实际情况只能是一个通信兵一直携带此设备并查看和传输数据。若用户仅仅要求数据有效传输至指挥中心即可，则此通信兵的人选可以是变化的以平衡能耗。通过此网络结构可以看出，网络的重点和难点主要在体间网络传输方面。体
-11-播到目的节点的路由请求分组。如下图所示：图2.1路由请求过程Fig.2.1Routingrequestprocess图2.1中源节点S向目的节点D发送路由请求消息RREQ数据包，数据包每经过一个中间节点便记录了此中间节点的地址（图中以Rx显示），防止中间节点收到重复数据包（会被丢弃）并方便目的节点的路由回复过程。路由回复过程如下图所示：图2.2路由回复过程Figure2.2Routereplyprocess如图2.2所示，目的节点D会回复收到的所有请求包的路由请求，因此能够建立源节点与目的节点的多条路径。源节点收到路由分组后，会优先选择最短路径进行传输，路由发现结束。路由在传输过程中进行路由维护，当路径检测程序探测到某条使用中的路由出现了问题时，就会发送路由错误报文（RERR）给源节点，源节点在收到该RERR后，就会从它的路由缓存中删除所有包含该故障链路的路由，并重新发起一个路由发现过程。（2）按需距离矢量路由（AdhocOn-demandDistanceVectorRouting，AODV）AODV开始是专门为Adhoc网络设计，主要是为了适应网络的高移动特性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于节点状态的MANET路由发现和建立策略[J]. 赵新伟,刘伟. 计算机科学. 2019(06)
[2]基于休眠调度的传感器节点寿命延长路由算法（英文）[J]. 潘琢金,石多文,罗振,杨华. 系统仿真学报. 2019(04)
[3]移动自组织网络中基于位置预测的贪心周界无状态路由改进算法[J]. 白晓萌,杨释心,李东. 上海师范大学学报(自然科学版). 2019(01)
[4]基于节点关联强度预测和GPSR-R的混合路由算法[J]. 倪红彪,李卓. 计算机工程与设计. 2018(10)
[5]基于惩罚误差矩阵的同步预测无线体域网节能方法[J]. 郑卓然,郑向伟,田杰. 计算机应用. 2019(02)
[6]移动轨迹聚类方法研究综述[J]. 牟乃夏,徐玉静,张恒才,陈洁,张灵先,刘希亮. 测绘通报. 2018(01)
[7]面向无线传感器网络能量均衡的地理位置路由方法[J]. 李兰英,蒋维成,何勇,李晓芳. 计算机工程与科学. 2017(10)
[8]物联网M2M中基于社区的能耗感知路由策略[J]. 郑鑫,张晓洁,宾冬梅,王高才. 小型微型计算机系统. 2017(04)
[9]基于游牧团体移动模型的网络性能研究[J]. 刘建明,林道炜. 计算机科学. 2017(02)
[10]智能可穿戴设备信息安全分析[J]. 裘玥. 信息网络安全. 2016(09)
博士论文
[1]移动感知网络数据收集及激励机制研究[D]. 蒋凌云.南京邮电大学 2017
硕士论文
[1]基于时间序列预测的体域网数据融合算法研究[D]. 刘雷.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于地理位置信息的移动自组织网路由算法研究[D]. 刘叶.西安电子科技大学 2016
[3]面向车联网的地理辅助多播路由协议研究[D]. 高鑫.西安电子科技大学 2015
[4]Ad Hoc网络混合路由协议的研究[D]. 张希婕.北京邮电大学 2015
[5]协同化移动流媒体系统中时空感知的推荐优化技术研究[D]. 彭飞飞.南京大学 2014
本文编号：3378923
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