基于能量捕获的无线传感器网络路由算法研究

发布时间：2017-07-20 18:26

  本文关键词：基于能量捕获的无线传感器网络路由算法研究

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【摘要】：近年来,无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)已深入到我们日常生活的各个领域,影响和改变着我们的生活。无线传感器网络是一种信息获取平台,它是由许多微小的节点自组织形成的一个多跳无线网络。在WSNs中,能量捕获技术是近几年的热点研究问题。该技术是指传感器节点自带能量捕获设备,其运行所需的能量从周围环境中捕获而来。传统的无线传感器网络节点都是由电池供电,自身携带的能量非常有限,一旦电池能量耗尽,网络的生命期也就结束了。采用能量捕获技术,可以缓解或者从根本上解决这一问题。采用了能量捕获技术的无线传感器网络,我们称之为能量捕获无线传感器网络(Energy Harvesting Wireless Sensor Networks,EH-WSNs)。把能量捕获技术应用于WSNs中,其工作机制和传统的WSNs不同,主要表现在:EH-WSNs中的节点具有能量捕获特性。本文利用EH-WSNs节点的能量捕获特性研究基于EH-WSNs的路由算法。本文的主要工作内容和研究成果如下:1)研究了基于能量捕获的无线传感器网络机会路由算法问题。针对能量捕获技术可以延长无线传感器网络生命期的特点,本文提出了EPOR(Energy Potential Opportunistic Routing)路由算法。EPOR的要点是:首先,引入一个潜能函数,用于计算节点的能量潜能。然后,计算网络中每个节点到目的节点的期望传输次数ETX(Expected Transmission Count)。最后,用节点的能量潜能和ETX共同决定发送节点的候选集节点收到数据包后需要延迟的时间。延迟时间最短的那个候选集节点即为发送节点的最佳转发节点。仿真实验表明,EPOR比OR和EAOR等传统的机会路由算法具有更高的网络生命期。2)研究了基于能量捕获的无线传感器网络AODV路由算法问题。结合节点能量捕获的特性,本文提出了EP-AODV(Energy Potential AODV)路由算法。本文在EP-AODV路由算法中采用了延迟机制,当节点收到上游节点发送的数据时,节点不会立即转发数据,而是延迟一段时间后再转发。该路由算法的要点是:首先,计算出节点的潜能能量。其次,计算从源节点到本节点这段链路的节点平均潜能能量。然后,比较节点的潜能能量和节点平均潜能能量的大小,取二者最小的值E_(min)。最后,用E_(min)以及本节点与上游发送节点的丢包率共同决定本节点的延迟时间。最先到达目的节点的那条路径就是最终的路由。理论分析和仿真实验表明,EP-AODV比传统的AODV和EA-AODV具有更长的网络生命期,更大的网络吞吐量,网络负载也更加均衡。本文所提出的EPOR和EP-AODV路由算法对提高网络生命期,均衡网络负载以及增大网络吞吐量具有重要的理论和应用价值。
【关键词】：能量捕获 无线传感器网络 路由算法 机会路由 AODV
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 研究背景11-16
• 1.1.1 无线传感器网络概述11-12
• 1.1.2 无线传感器网络体系结构12-14
• 1.1.3 无线传感器网络的特点14
• 1.1.4 无线传感器网络路由算法14-16
• 1.1.5 能量捕获无线传感器网络16
• 1.2 国内外研究现状16-18
• 1.3 本文主要研究内容18-19
• 1.4 论文组织结构19-21
• 第2章 相关理论知识21-33
• 2.1 机会路由算法21-24
• 2.1.1 机会路由算法的基本原理21-22
• 2.1.2 机会路由算法的优势22-24
• 2.2 固定路由算法24-31
• 2.2.1 AODV路由算法的基本思想24-27
• 2.2.2 AODV路由算法的工作过程27-30
• 2.2.3 EA-AODV路由算法30-31
• 2.3 本章小结31-33
• 第3章 基于能量捕获的无线传感器网络机会路由算法33-41
• 3.1 研究动机33
• 3.2 算法基本思想33-34
• 3.3 算法具体实现34-37
• 3.3.1 期望传输次数35
• 3.3.2 节点能量潜能35-36
• 3.3.3 节点退避时间36-37
• 3.4 仿真实验37-40
• 3.5 本章小节40-41
• 第4章 基于能量捕获的无线传感器网络AODV路由算法41-50
• 4.1 研究动机41
• 4.2 EP-AODV算法基本原理41-44
• 4.3 算法具体实现44-45
• 4.4 仿真实验45-49
• 4.5 本章小节49-50
• 第5章 总结与展望50-52
• 5.1 总结50
• 5.2 展望50-52
• 参考文献52-55
• 致谢55-56
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果56

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 邵星;王翠香;饶元;;基于跨层网络编码感知的无线传感器网络节能路由算法研究[J];电子学报;2015年12期

2 陆亚芳;易可夫;冯绪;万江文;;基于模糊理论的无线传感器网络多层分簇式路由算法[J];传感技术学报;2014年07期

3 李平;戴劲;;无线传感器网络中的节能路由算法研究[J];计算机工程与科学;2014年07期

4 汤文亮;文波;;WSNs跨层设计中的QoS体系结构[J];计算机工程与设计;2014年06期

5 邬春学;刘易;;基于能量感知的WSN按需多径路由协议[J];计算机工程;2012年09期

6 杜小文;褚金奎;缪新颖;郭庆;;基于Zig Bee技术的大坝安全监测WSNs节点设计[J];传感器与微系统;2009年12期

7 陈英;舒坚;陈宇斌;殷民;;无线传感器网络技术研究[J];传感器与微系统;2007年10期

8 董挺挺;沙超;王汝传;;基于CC2420的无线传感器网络节点的设计[J];电子工程师;2007年04期

9 徐成;曾祺;魏峰;;无线传感网络中通用传感器节点硬件结构设计[J];计算机工程与应用;2007年08期

10 周贤伟;刘宾;覃伯平;;无线传感器网络的路由算法研究[J];传感技术学报;2006年02期

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本文编号：569440