无线传感器网络路由协议研究.pdf

A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Master of Engineering




Research of The Routing Protocol for
Wireless works




Candidate : Yang Fei
Major : Physical Electronics
Supervisor: Luo Zhixiang


Huazhong University of Science & Technology
Wuhan 430074, P. R. China
June, 2008



II
独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取
得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何
其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人
和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本
人承担。

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日期: 年月日


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本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权
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本论文属于
不保密□。
(请在以上方框内打“√”)

学位论文作者签名: 指导教师签名:
日期: 年月日日期: 年月日
III
摘要
随着半导体技术、微系统技术、计算机技术的飞速发展,无线传感器网络成为了
研究热点之一。由于传感器节点体积微小,通常携带能量十分有限的电池,如何减少
节点通信中的能量消耗成了无线传感器网络路由协议研究的重点之一。
在无线传感器网络中,路由协议不仅关心单个节点的能量消耗,更关心整个网络
能量的均衡消耗,这样才能延长整个网络的生存周期。本文首先分析并比较了现在无
线传感器网络中流行的平面路由协议和层次路由协议的基本原理和工作方式。然后根
据本课题的实际需要指出了它们的相对不合适之处,提出了一种基于能量的路由协议:
首先通过对无线传感器射频模型的分析,描述了无线传感器网络中的能量模型;接着
从能量有效的节点配置和系统网络结构两方面建模,构建了系统状态模型;然后针对
整个网络分簇通信过程,提出了适当的能量筛选机制,使得在通信周期内可以均衡的
使用节点,该方法可以有效的保证网络能量分布的均衡性,提高节点在通讯周期内的
通信效率。最后,运用仿真软件,利用所构建的模型和能量筛选方法及路由策
略描述,从进程层次、节点层次和网络层次三个层次建立所需要的模型,进行网络场
景仿真,比较了所设计的路由协议和定向扩散路由协议在整个网络的节点生存时间和
网络数据吞吐量上的差异,证明该路由协议的优越性。
关键词: 无线传感器网络路由协议能量筛选均衡网络
IV
Abstract
With the rapid development of semiconductor technology、microsystems technology、
computer technology, the wireless work es a research hotspot. As the
volume of wireless sensor node is limited, usually having limited energy battery, how to
reduce the energy consume while munications es one of the importance
keystones of wireless work routing protocol.
In the wireless work, the routing protocols don’t only attend the energy
consume of single node, but more attend the uniform consume of work, so it can
extend the existed per