無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在線編程方法的研究

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1、浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在線編程方法的研究作者姓名:鄭書聲指導(dǎo)教師:王衛(wèi)紅教授、王春平講師浙江工業(yè)大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2013年4月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterResearchonReprogramminginWirelessSensorNetworksCandidate:ZhengShushengIIllIlllllullIIIIIIllllllIlllIIIlllllIY2411582Advisor:WangWeihong,WangChu

2、npingCollegeofComputerScienceandTechnologyZhejiangUniversityofTechnologyApr.2013浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所提交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,獨立進行研究工作所取得的研究成果。除文中已經(jīng)加以標注引用的內(nèi)容外,本論文不包含其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不含為獲得浙江工業(yè)大學(xué)或其它教育機構(gòu)的學(xué)位證書而使用過的材料。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體,均已在文中以明確方式標明。本人承擔本聲明的法律責任。作者簽名:鬟’易聲日期:撇歲月)胡學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文

3、作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)浙江工業(yè)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于l、保密口,在年解密后適用本授權(quán)書。,2、不保密肌(請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打“、/”)日期:勘6年r月z少曰日期:訕陣歲月7汨浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在線編程方法的研究摘要在線編程是指通過無線傳輸程序鏡像到網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點,以達到更新節(jié)點功能的目的。本文針對在線編程過程中節(jié)點能耗不平衡,不能針對目標節(jié)

4、點進行功能更新等缺點,在Deluge的基礎(chǔ)上提出了多源節(jié)點在線編程方法和目標節(jié)點在線編程方法。多源節(jié)點在線編程方法通過在網(wǎng)絡(luò)中部署多個源節(jié)點,使得目的節(jié)點在獲取代碼時能夠選擇通信跳數(shù)較少和鏈路質(zhì)量較高的源節(jié)點,從而降低能耗和完成時間。本文研究應(yīng)用了五種多源節(jié)點的部署方式:隨機部署、最大跳數(shù)部署、連通支配集內(nèi)隨機部署、連通支配集內(nèi)最大跳數(shù)部署、平均分割部署。在基于TelosB節(jié)點的物理實驗中,多源節(jié)點與單源節(jié)點相比,在線編程完成時間平均減少20.4%,數(shù)據(jù)包收發(fā)數(shù)量平均減少23.5%。仿真實驗對比了五種源節(jié)點部署方式的性能優(yōu)劣,實驗結(jié)果表明,在節(jié)點網(wǎng)格分布網(wǎng)絡(luò)中,源節(jié)點平均分割

5、部署方式取得最好的性能,與其他四種部署方式相比,在線編程完成時間平均減少38.3%,能量消耗約減少18.1%。在節(jié)點隨機分布網(wǎng)絡(luò)中,源節(jié)點連通支配集內(nèi)隨機部署方式取得最好的性能,與其他四種部署方式相比,在線編程完成時間平均減少7.4%,能量消耗約減少16.2%。隨后,本文針對不能更新目標節(jié)點功能的問題,提出了目標節(jié)點在線編程方法,并針對程序鏡像傳輸提出了一種基于GPSR路由算法,該路由算法綜合考慮了節(jié)點剩余能量,節(jié)點間通信質(zhì)量,數(shù)據(jù)傳輸完成時間等因素。仿真實驗證明了目標節(jié)點在線編程方法能夠有效地優(yōu)化在線編程完成時間和網(wǎng)絡(luò)壽命。本文提出的在線編程方法適用于較大規(guī)模的無線傳感器網(wǎng)

6、絡(luò),多源節(jié)點在線編程方法能夠高效地完成較大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點代碼更新,而當網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點需要執(zhí)行不同的功能時,可以調(diào)用目標節(jié)點在線編程方法進行代碼更新。關(guān)鍵詞:在線編程,多源節(jié)點在線編程,目標節(jié)點在線編程,能量消耗,完成時間,網(wǎng)絡(luò)壽命浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文ResearchonReprogramminginWirelessSensorNetworABSTRACTNetworkReprogrammingisessentialtoupdateorreconfigurethefunctionofnodesinwirelesssensornetworks.Tosolvetheproblem

7、sofcurrentreprogrammingmethods,weproposedmulti-·sourcereprogrammingschemeandtarget—-nodesreprogrammingschemebasedontheDeluge,whichcanbalancethenetworkenergyconsumptionandreprogramthecodeimageoftargetnodes.Throughdeployingtwoormoresourcenodesinanetwork,th

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