《無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究》

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1、湖南師范大學(xué)碩士學(xué)位論文無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究姓名：丁香成申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)：計(jì)算機(jī)軟件與理論指導(dǎo)教師：李喬良20090301摘要無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)作為新興的網(wǎng)絡(luò)測(cè)控技術(shù)，它集成了傳感技術(shù)、嵌入式計(jì)算、分布式信息處理和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，能夠協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集各種監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，并進(jìn)行處理。由于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)工作環(huán)境和傳感器節(jié)點(diǎn)本身的特點(diǎn)決定了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量是嚴(yán)格受限的。因此無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的設(shè)計(jì)將如何有效的利用能量，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生命周期作為放在第一位的問(wèn)題。本文依此為背景，首先闡述

2、了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、潛在應(yīng)用以及關(guān)鍵技術(shù)。然后討論了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的分類(lèi)和性能評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)現(xiàn)有的典型無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議進(jìn)行了分析與比較，特別是深入分析了分層路由協(xié)議LEACH，指出了LEACH協(xié)議中存在的問(wèn)題，并在LEACH基礎(chǔ)上提出了新的路由協(xié)議，該協(xié)議引入了GAF算法的虛擬網(wǎng)格思想，來(lái)解決LEACH協(xié)議中簇首個(gè)數(shù)和分布不穩(wěn)定的問(wèn)題，并且在簇首選擇過(guò)程中將節(jié)點(diǎn)剩余的能量與簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的平均剩余能量作為閾值的一個(gè)因素，避免了LEACH中剩余能量較少的節(jié)點(diǎn)成為簇首以及當(dāng)所有節(jié)點(diǎn)能量

3、較少時(shí)，節(jié)點(diǎn)都難成為簇首節(jié)點(diǎn)的問(wèn)題。最后通過(guò)自己開(kāi)發(fā)的仿真平臺(tái)對(duì)LEACH協(xié)議和改進(jìn)后的LEACH協(xié)議各方那個(gè)面性能進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果表明，改進(jìn)后的LEACH算法節(jié)省了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能量消耗并很好的均衡了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的能耗，延長(zhǎng)了節(jié)點(diǎn)的生存時(shí)間，改善了網(wǎng)絡(luò)性能，特別是在網(wǎng)絡(luò)布規(guī)模越大時(shí)，性能改善越明顯。最后對(duì)本文所作的工作進(jìn)行了總結(jié)，并提出了需要進(jìn)～步研究的問(wèn)題。關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)：路由協(xié)議；分簇；LEACHABSTRACTWirelesssensornetwork(WSN)isanovelnetw

4、orkwhichintegratesensortechnology，embeddedcomputation，distributedinformationprocessingandwirelessradiocommunicationtechnology．Itcanbecollaborationtomonitorandcollectallkindsofinformationaboutthemonitorobject，andprocessingit．BecausethenodesofWSNalwayswo

5、rkoutdoorandarebattery—powered，theenergyofWSNisstrictlyconstrained．Thereforehowtoprolongthe1ifetimeofWSNisprimarilyconcernedwhendesignWSNroutingprotocols．Basedonthebackgroundmentionedabove，thearchitecture，characteristics，applicationsandkeytechnologyofW

6、SNareintroduced．ThenCategoriesofWSNroutingprotocols、PerformanceevaluatecriterionandseveraltypicalroutingprotocolsofWSNsarediscussedandmainlydiscussedcluster——basedroutingprotocolLowEnergyAdaptiveClusteringHierarchy(LEACH)．AfterparticularlyanalyzingLEAC

7、Hprotocol，thedisadvantagesofLEACHarepointedoutandproposeanewroutingprotocolbasedonLEACHwhichappointvirtualgridofGAFtoLEACHinordertoovercometheinstabilityofLEACH’Sclusterheader，thenewprotocolalsotaketheremainingenergyofnodeandaverageremainingenergyofal1

8、theclustermembernodesasafactorofthethresholdinclusterheaderelectiontoavoidelectnodewhichhaslittleenergyforclusterheader．Atlast，simulatethenewprotocolandLEACHonmyownsimulationplatforminmanykindsofsitulations，asthesimulationresultshowthat