移动无线传感器网络的新型分簇协议设计与仿真
发布时间：2021-11-29 01:56
无线传感器网络是物联网三大支撑技术之一,将是改变未来人类生活方式的重要技术手段。无线传感器网络常常被部署在条件恶劣的野外环境或无人区域,无线传感器节点所需的能量通常是由电池提供,难以进行再次补充。因此,设计高效的无线传感网络协议,尽可能地降低网络能耗,是提升网络整体寿命的重要方法。本文针对移动无线传感器网络分簇方案设计与仿真展开研究。主要设计目标是延长网络寿命、提升网络性能。本文研究的移动无线传感器网络中,传感器节点是静止的,而采集节点是移动的。移动采集节点可以由移动的人员、车辆、机器人或无人机等担负。本文以提升无线传感器节点能量效率为切入点,展开网络协议设计与仿真工作,主要工作和创新性成果为:在深入分析经典低功耗自适应集簇分层型协议（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy,LEACH）特性的基础上,提出了一种采用动态网络划分并考虑传感器节点剩余能量的新型分簇路由协议（M-LEACH）。该协议通过对网络进行区域划分的方式控制簇头数量并根据sink节点最新位置平衡其在无线传感器网络中的分布,同时在簇头选举时考虑了节点剩余能量以平衡网络的能量消耗。...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院大学人工智能学院)北京市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 无线传感器网络研究背景
1.2 无线传感器网络的特点
1.3 无线传感器网络的典型应用
1.4 小结及本文章节安排
第二章 无线传感器网络概述
2.1 无线传感器网络的结构
2.2 无线传感器网络的协议栈
2.3 无线传感器网络的能量模型
2.4 无线传感器网络中提高能量效率的方法
2.4.1 以数据为中心
2.4.2 轮流休眠机制
2.4.3 引入移动性
2.4.4 跨层设计
2.5 基于移动性的典型路由协议
2.5.1 面向随机移动的路由协议
2.5.2 面向受限移动的路由协议
2.5.3 面向受控移动的路由协议及移动调度算法
2.6 小结
第三章 一种基于移动sink节点的改进型LEACH协议
3.1 LEACH协议
3.1.1 LEACH协议的运行过程
3.1.2 LEACH协议的假设模型
3.1.3 LEACH协议的性能分析
3.2 M-LEACH协议设计
3.2.1 网络模型
3.2.2 分簇结构创建阶段簇头选择方式
3.2.3 分组传输阶段数据发送方式
3.3 协议分析
3.3.1 对于网络划分特性的分析
3.3.2 对于高节点密度的网络的适应性分析
3.4 小结
第四章 M-LEACH协议仿真结果及分析
4.1 NS2网络模拟器简介
4.2 仿真及结果分析
4.2.1 对于网络寿命及数据传输量的仿真及分析
4.2.2 对于网络寿命偏差的仿真及分析
4.3 多sink节点场景下的适应性模拟及分析
4.4 小结
第五章 总结及展望
参考文献
致谢
个人简历与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于簇首成链的层次安全路由协议[J]. 王鑫,王梦莹,蒋华. 计算机应用与软件. 2015(11)
[2]一种LEACH路由协议算法的改进与分析[J]. 白永祥. 通信技术. 2015(09)
[3]簇首选择改进的LEACH无线传感器路由协议[J]. 谭军. 计算机应用与软件. 2015(06)
[4]时延受限的移动sink数据收集算法[J]. 卢先领,王莹莹. 通信学报. 2014(10)
[5]无线传感器网络LEACH算法的改进[J]. 王勇智,陈其工,魏利胜,汪石农. 燕山大学学报. 2014(02)
[6]具有移动sink的无线传感器网络能量均衡分簇路由协议[J]. 钟智,罗大庸,刘少强,樊晓平,瞿志华,李勇周. 控制与决策. 2012(08)
[7]C4ISR体系结构框架的新发展[J]. 李雪超,张金成. 现代防御技术. 2011(02)
[8]基于NS2的LEACH协议仿真与分析[J]. 何美红,许成谦,张东良. 电子测量技术. 2009(01)
[9]无线传感器网络硬件设计综述[J]. 姜连祥,汪小燕. 单片机与嵌入式系统应用. 2006(11)
[10]无线传感器网络在农业中的应用[J]. 乔晓军,张馨,王成,任东,何秀红. 农业工程学报. 2005(S2)
硕士论文
[1]WSN中基于LEACH协议的簇头选举策略及路由算法的研究[D]. 刘成.杭州电子科技大学 2015
[2]无线传感器网络干扰拓扑及其路由协议研究[D]. 苏新凌.广东工业大学 2013
本文编号：3525605
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院大学人工智能学院)北京市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 无线传感器网络研究背景
1.2 无线传感器网络的特点
1.3 无线传感器网络的典型应用
1.4 小结及本文章节安排
第二章 无线传感器网络概述
2.1 无线传感器网络的结构
2.2 无线传感器网络的协议栈
2.3 无线传感器网络的能量模型
2.4 无线传感器网络中提高能量效率的方法
2.4.1 以数据为中心
2.4.2 轮流休眠机制
2.4.3 引入移动性
2.4.4 跨层设计
2.5 基于移动性的典型路由协议
2.5.1 面向随机移动的路由协议
2.5.2 面向受限移动的路由协议
2.5.3 面向受控移动的路由协议及移动调度算法
2.6 小结
第三章 一种基于移动sink节点的改进型LEACH协议
3.1 LEACH协议
3.1.1 LEACH协议的运行过程
3.1.2 LEACH协议的假设模型
3.1.3 LEACH协议的性能分析
3.2 M-LEACH协议设计
3.2.1 网络模型
3.2.2 分簇结构创建阶段簇头选择方式
3.2.3 分组传输阶段数据发送方式
3.3 协议分析
3.3.1 对于网络划分特性的分析
3.3.2 对于高节点密度的网络的适应性分析
3.4 小结
第四章 M-LEACH协议仿真结果及分析
4.1 NS2网络模拟器简介
4.2 仿真及结果分析
4.2.1 对于网络寿命及数据传输量的仿真及分析
4.2.2 对于网络寿命偏差的仿真及分析
4.3 多sink节点场景下的适应性模拟及分析
4.4 小结
第五章 总结及展望
参考文献
致谢
个人简历与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于簇首成链的层次安全路由协议[J]. 王鑫,王梦莹,蒋华. 计算机应用与软件. 2015(11)
[2]一种LEACH路由协议算法的改进与分析[J]. 白永祥. 通信技术. 2015(09)
[3]簇首选择改进的LEACH无线传感器路由协议[J]. 谭军. 计算机应用与软件. 2015(06)
[4]时延受限的移动sink数据收集算法[J]. 卢先领,王莹莹. 通信学报. 2014(10)
[5]无线传感器网络LEACH算法的改进[J]. 王勇智,陈其工,魏利胜,汪石农. 燕山大学学报. 2014(02)
[6]具有移动sink的无线传感器网络能量均衡分簇路由协议[J]. 钟智,罗大庸,刘少强,樊晓平,瞿志华,李勇周. 控制与决策. 2012(08)
[7]C4ISR体系结构框架的新发展[J]. 李雪超,张金成. 现代防御技术. 2011(02)
[8]基于NS2的LEACH协议仿真与分析[J]. 何美红,许成谦,张东良. 电子测量技术. 2009(01)
[9]无线传感器网络硬件设计综述[J]. 姜连祥,汪小燕. 单片机与嵌入式系统应用. 2006(11)
[10]无线传感器网络在农业中的应用[J]. 乔晓军,张馨,王成,任东,何秀红. 农业工程学报. 2005(S2)
硕士论文
[1]WSN中基于LEACH协议的簇头选举策略及路由算法的研究[D]. 刘成.杭州电子科技大学 2015
[2]无线传感器网络干扰拓扑及其路由协议研究[D]. 苏新凌.广东工业大学 2013
本文编号：3525605
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