移動(dòng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議研究論文

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1、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文移動(dòng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議研究姓名：羅兗申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：計(jì)算機(jī)軟件與理論指導(dǎo)教師：徐云20080501摘要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量的傳感器節(jié)點(diǎn)以自組織的方式形成的多跳網(wǎng)絡(luò)，路由協(xié)議是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中最基本、最重要的部分之一?，F(xiàn)有的路由協(xié)議主要針對(duì)靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)，無法應(yīng)用到具有移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中。而已有的針對(duì)移動(dòng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議均需要定位系統(tǒng)的支持。本文提出的兩個(gè)路由協(xié)議無需定位系統(tǒng)的支持，能夠保證節(jié)點(diǎn)之間的可靠有效的通信。本文根據(jù)具體的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景抽象出兩類具有移

2、動(dòng)節(jié)點(diǎn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型：1)具有骨干網(wǎng)的移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)(BackbonedWSN，B·WSN)；2)無骨干網(wǎng)的移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)(MobileAd．HocWsN，M．wSN)，并基于這兩類模型分別提出了兩種較為實(shí)用的路由協(xié)議：動(dòng)態(tài)葉樹路由協(xié)議(D”鋤ic．LeavesRoulin昌DUt)以及基于蟻群算法和軌跡范圍的路由協(xié)議(Amt．colonyRoutingforM．wsN，ARM)，針對(duì)現(xiàn)有模擬器在效率、設(shè)計(jì)等方面的缺陷，本文還設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種新型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模擬器LENS，用于路由協(xié)議的仿真試驗(yàn)。在B．wsN

3、網(wǎng)絡(luò)中，基站節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)組成了網(wǎng)絡(luò)的骨干網(wǎng)，并保持固定的位置。而傳感器節(jié)點(diǎn)具有移動(dòng)性，它與基站節(jié)點(diǎn)之間的路徑隨著時(shí)間的推移而不斷發(fā)生改變，這就可能造成基站節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間消息的大量丟失。為了解決這個(gè)問題，本文提出了動(dòng)態(tài)葉樹路由協(xié)議DLR，該協(xié)議利用過去路徑的信息，通過路徑比較來提高通信的可靠性。仿真試驗(yàn)表明，DLR路由協(xié)議能夠保證在基站節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間超過90％的通信可靠性，相對(duì)最短路徑協(xié)議提高了10％～15％。在M．wsN網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)沒有骨干節(jié)點(diǎn)的支持，節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的消息傳遞無法通過確定的路徑信息來完成，需要

4、經(jīng)歷一個(gè)較長(zhǎng)的搜索階段。為了縮短路徑的搜索過程，本文提出了基于蟻群算法和軌跡范圍的路由協(xié)議ARM。仿真試驗(yàn)表明，ARM路?協(xié)議在搜索效率上相比傳統(tǒng)的蟻群路由協(xié)議有了很大的提升，搜索的路徑長(zhǎng)度趨向于實(shí)際的最短路徑。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種新型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模擬器LENs，它在擴(kuò)展性和移植性方面相比現(xiàn)有的模擬器有較明顯的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，LENS在運(yùn)行時(shí)間和內(nèi)存消耗上分別僅為J．Sim的16．7％和4．5％。本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：，提出路徑相似度算法，將過去的路徑信息運(yùn)用到下一次路徑的選擇策略中。降低了由于路徑的改變而導(dǎo)致的消息丟

5、失率，因此提高了通信可靠性：／引入移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的軌跡范圍，將原來的搜索路徑分為非確定性部分和確定性摘要部分，借助節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)縮短非確定性路徑的長(zhǎng)度，縮短了搜索的時(shí)間；，在我們所設(shè)計(jì)的模擬器中，利用部件編程模型提高了模擬器的擴(kuò)展性；nesC語言的使用方便了協(xié)議和算法的移植：通過使用腳本配置．為模擬帶來了多應(yīng)用性：關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)：傳感器節(jié)點(diǎn)：路由協(xié)議；網(wǎng)絡(luò)模型：模擬器；IIAbsnEctA8STRACTWifeJesssensornef、vorkisamuIti—hOpnelworkcon5is{ingofl8唱enum

6、berofsensornodesw油selfo唱anizedmanneLRoutingprobocolsisOne0fthemostfund鋤en詛1柚dimponantcOmponentsinwireIessseTlsornetworks．ExistingroutingprotocOlsmainlyfocusOnS詛ticnetworks，theyarenotsuitabIeintflewirelesssensorneMorkswithmobiIenodes．CurrentromiI唱protoco】sformobi

7、lewirelesssensornetwo—【sneedlocaJizationSystem．Thetworo叫ngprotDc01spresenledinthisp印ercaIlprovidereIiabllye蕊cjenlcommunicat．0nbetweennod笛witlloutlOcaIiz丑tionser“cesuppon．Thisp印ersummarizestheconcreteappIicatfonscenariosOfwireIesssensornet、vorks，andpre靶ntSⅢow{rel

8、esssensornetworkmodeIs：1)mobiIewirelesssensornetwofkswithbackbone一(BackbonedWSN，B—WSN)；2)mobilewjreIesssensornet、vorkswithoutbackbonc一(MobileAd·HocwSN，M-WSN)'andprcse