無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非均勻分簇路由協(xié)議的研究

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1、安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非均勻分簇路由協(xié)議的研究姓名：吳征申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)指導(dǎo)教師：朱軍2010-04摘摘要要近十幾年來，隨著傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子技術(shù)、通信技術(shù)和分布式信息處理技術(shù)的飛速發(fā)展，使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日趨成熟。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)相互協(xié)作可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，感知和采集測(cè)試對(duì)象的各種信息，并把收集到的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后通過無線網(wǎng)絡(luò)及時(shí)發(fā)送給用戶。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署了大量的傳感器節(jié)點(diǎn)在特定區(qū)域內(nèi)。由于傳感器節(jié)點(diǎn)能量有限，如何節(jié)省各節(jié)點(diǎn)的能量消耗，平衡整個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，成為當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究

2、中最重要的問題之一。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，為了減少能量消耗，提供可擴(kuò)展性的網(wǎng)絡(luò)以及靈活、可靠的通信，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)一般采用分級(jí)機(jī)制。將整個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)劃分成許多簇，每個(gè)簇由簇首節(jié)點(diǎn)和成員節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，簇首節(jié)點(diǎn)間采用多跳方式傳送數(shù)據(jù)。簇首節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)需要形成更高一級(jí)的網(wǎng)絡(luò)，直到最后與Sink節(jié)點(diǎn)結(jié)合形成最高一級(jí)的網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中簇首節(jié)點(diǎn)管理簇內(nèi)的全部成員節(jié)點(diǎn)，對(duì)成員節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合、轉(zhuǎn)發(fā)，以協(xié)調(diào)整個(gè)簇的工作。成員節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)感知和收集信息，發(fā)送數(shù)據(jù)給簇首節(jié)點(diǎn)。本文主要研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的分簇機(jī)制，在分析了典型分簇算法的基礎(chǔ)上，對(duì)傳統(tǒng)分簇算法進(jìn)行了改進(jìn)。由

3、于在傳統(tǒng)分簇算法中，傳感器網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)簇應(yīng)用了一樣的成簇協(xié)議，使得整個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)簇中的節(jié)點(diǎn)數(shù)目相同。結(jié)果雖然均衡了成員節(jié)點(diǎn)之間的能量消耗，但是沒有考慮到簇頭間的能量消耗均衡問題。所以本文通過研究簇頭的成簇協(xié)議，改變其固定的簇中節(jié)點(diǎn)分配，根據(jù)簇頭與Sink節(jié)點(diǎn)的距離調(diào)整簇中節(jié)點(diǎn)數(shù)目，針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的要求，設(shè)計(jì)出一種能夠降低能耗，延長網(wǎng)絡(luò)生存期的非均勻分簇路由協(xié)議。本文對(duì)算法進(jìn)行仿真分析，結(jié)果顯示CEUC(anovelcellenergybalancedunevenclusteringhierarchyscheme)算法與LEACH算法相比，CEUC算

4、法能夠延長第一個(gè)節(jié)點(diǎn)死亡所出現(xiàn)的時(shí)間，從而有效地延長網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間。關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，分簇路由算法，非均勻分簇，多跳傳輸，網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間I無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非均勻分簇路由協(xié)議的研究AbstractOverthelastdecade,withthesensortechnology,networktechnology,microelectronics,communicationtechnologyanddistributedinformationprocessingtechnology,fastdevelopmentofwirelesssensornetworkte

5、chnologyisbecomingmature.Wirelesssensornetworknodescancollaborateonreal-timemonitoring,suchastasks,andthecollectedmassdataprocessing,andthensentthroughawirelessnetworkinatimelymannertotheuser.Wirelesssensornetworksdeployedalargenumberofsensornodeswithinaspecificregion.Asthesensornod

6、eenergyislimited,howtosavetheenergyconsumptionofeachnodetobalancetheloadontheentirewirelesssensornetworks,wirelesssensornetworkshasbecomethemostimportantproblems.Inwirelesssensornetworks,inordertoreduceenergyconsumption,toprovidenetworkscalability,andflexible,andreliablecommunicatio

7、n,wirelesssensornetworksgenerallyusetheclassificationsystem.Networkisdividedintoclusters,clustermembersfromtheclusterheadnodesandnodes,clusterheadnodesmulti-hoptransmissionofdata.Clusterheadnodecanrequiretheformationofhigher-levelnetwork,untilthelastandhighestlevelofSinknodescombine

8、toformanetwork.Wire