基于能耗优化的无线传感器网络路由协议的研究

发布时间：2023-03-05 16:54

　　无线传感器网络中的传感器节点一般部署在环境比较特殊的区域,节点能量有限,由于周围环境的限制节点电池不易更换,如何延长节点的生命周期是近年来研究的重要课题,研究表明通过优化网络路由算法可以有效的降低节点能耗。本文首先介绍了无线传感网络的体系结构,对经典分簇路由协议LEACH进行了研究和分析,针对其在分簇不均、簇首选举随机等方面的不足,提出了一种基于能量和密度的低功耗自适应集簇分层协议(LEACH-ED),通过加权思想综合考虑了节点的剩余能量和密度参数来优化簇首节点的选择.仿真结果表明:相比于LEACH算法,该算法将第一个节点的死亡时间延长了19.6%,并且500轮后,网络中的剩余节点数是LEACH算法的2倍多,提高了整个网络的生命周期。其次,上述所提出的基于能量和密度的低功耗自适应集簇分层协议,相对于传统的LEACH协议算法虽然在一定程度上延长了网络的生命周期,但是在整个簇首节点选取后,簇首的覆盖范围重叠化较高,在收发数据过程中簇首节点能量消耗过大,因此对这个问题考虑到传感器节点的能量异构性,簇首节点位置的合理性,进一步提出了基于簇首位置优化的路由协议算法(clustering-loca...

【文章页数】：50 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
英文缩略语表
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 无线传感器网络
        1.3.1 能耗优化技术研究现状
        1.3.2 WSN网络的运用领域和特点
    1.4 WSN网络路由协议
        1.4.1 平面路由协议
        1.4.2 分层路由协议
    1.5 典型分簇路由的研究
        1.5.1 LEACH路由协议
        1.5.2 TEEN路由协议
        1.5.3 HEED路由协议
        1.5.4 EEUC路由协议
    1.6 本论文的研究工作和结构安排
第2章 基于能量和密度的LEACH协议优化
    2.1 引言
    2.2 LEACH算法
        2.2.1 簇的建立
        2.2.2 LEACH算法的不足
    2.3 LEACH-ED算法
        2.3.1 网络模型的假设
        2.3.2 无线通信能量消耗模型
    2.4 LEACH-ED算法描述
    2.5 仿真结果与分析
        2.5.1 仿真环境以及模型配置
        2.5.2 仿真波形及分析
    2.6 本章小结
第3章 基于簇首位置优化的算法设计
    3.1 引言
    3.2 节点能量异构的系统模型
        3.2.1 基于簇首位置优化的数学模型
        3.2.2 簇首位置优化算法
    3.3 仿真实验及结果分析
        3.3.1 仿真参数设置
        3.3.2 仿真结果分析
    3.4 本章小结
第4章 基于边缘逼近的分簇路由算法
    4.1 引言
    4.2 基于边缘逼近的分簇路由算法的设计
        4.2.1 网络部署模型
        4.2.2 边缘逼近算法数学模型
        4.2.3 边缘逼近算法描述
    4.3 仿真实验及结果分析
        4.3.1 仿真参数设置
        4.3.2 仿真结果分析
    4.4 本章小结
第5章 总结和展望
    5.1 本文总结
    5.2 研究展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢



本文编号：3756575