一种无线传感器网络能量敏感路由算法研究与实现.pdf

东南大学
硕士学位论文
一种无线传感器网络能量敏感路由算法的研究与实现
姓名:胡克满
申请学位级别:硕士
专业:计算机技术
指导教师:陶军;吴国新
20090901
摘要无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术,从而使传感器节点能够协作地实时监测、感知、采集网络分布区域内的各种环境信息或监测对象的信息缥露取⒐照等4罅苛邸⒌凸牡拇ǜ衅鹘诘悴渴鹪诠鄄馇蚰冢扛鼋诘憧梢杂肫渫ㄐ虐刖赌诘牧诰咏诘阃信,通过自组织的方式,共同构成一个高度灵活的、低能耗的网络。在无线传感器网络中,能量是一种非常宝贵而有限的资源。由于传感器通常由电池供电,而电池提供的能量有限,且传感器通常被部署在不同的环境下,不能持续充电。为了减少能量的消耗,以达到延长整个网络的生命周期的目标,通过对拓扑控制与路由算法研究来实现节能是十分必要的。对拓扑控制与路由算法的研究,已经成为无线传感器网络中最主要的问题之一。本文以有效利用传感器节点的能量为目标,利用蜂窝网状二层分簇结构,分别在簇内进行动态簇头选举和簇问的可靠路由两方面展开路由的研究。在实验室提供的实验床基础上,本文实现了路由算法的原型,并对算法进行了有效的验证。本文的主要工作体现在以下几个方面:赝费【伲焊萁诘愕哪芰渴S嗲榭觯故S嗄芰看蟮慕诘憔哂薪洗蟾怕食晌4赝方诘悖⑶实现簇头的自动轮换;丶淇煽柯酚桑夯诹ㄖ浼男灾剩泄歉赏缌ㄐ晕ぃ淮丶涓葑钚÷肪洞酆痛赝的剩余能量,在簇头之间建立路由表,通过合理调整参数,网络中的所有簇头节点只需通过一次广播即可建立最优路径;迪钟行Ы诘阈菝撸何A巳媒诘愀佑行У睦媚芰浚晕闯械J荽涞慕诘闶敌行菝撸源锏节省能量为目的,从而也能有效地延长整个网络的生命周期。拖低车氖迪郑涸谑笛榇驳幕∩贤瓿赏绲牟渴稹⒙酚晒δ艿氖迪郑约安馐允莸牟杉效的验证了本算法的可行性。【关键词】无线传感器网络,休眠,路由算法,分簇,能量消耗,网络生命期
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似日期:衅日期:加乒乒东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明研究生签名:的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布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,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过刊登畚牡娜ú炕虿糠帜谌荨B畚牡墓ú包括刊登谌ǘ洗笱а芯可喊炖怼
⒄估本文是基于能量敏感无线传感器网络的路由研究与实现浙江省教育厅科研项目的基础上进行深入研究。本章对无线传感器网络的相关背景并简要介绍无线传感器网络的体系结构和特点,分析国内外对无线传感器网络近期研究情况,并对关键技术做了简单叙述。介绍本文的工作,阐述全文组织安排。微电子技术、计算机技术和无线通信等技术的进步,推动了低功耗多功能传感器的快速发展,使其在微小的体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能。无线传感器是集传感与控制能力、计算能力、无线通信能力于一体的嵌入式设备。无线传感器网络,就是由部署在监测区域内的大量廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成多跳自组织网络系统,其目的是协作地实时监测、感知、采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息并进行处理,以获得详尽、准确的监测信息,传送给需要这些信息的用户【俊4ǜ衅鳌⒏兄6韵蠛凸鄄煺吖钩闪宋尴叽ǜ衅魍绲娜鲆素。人们可以通过无线传感器网络直接感知客观世界,从而极大地扩展了现有网络的功能和人类认识世界的能力。美国商业周刊和际跗缆墼谠げ馕蠢醇际醴⒄沟谋ǜ嬷校直鸾尴叽ǜ衅魍缌形兰最有影响的项技术和改变世界的大技术之一。无线传感器网络也被列入全球未来的三大高科技产业无线传感器网络是从传感器网络开始的,传感器网络经历了四个阶段的发展历程。第一代传感器网络出现在世纪年代,使用具有简单信息信号获取能力的传统传感器,采用点对点传输,连接传感控制器构成传感器网络;第二代传感器网络具有获取多种信息信号的综合能力,采用串、并接口鏡、.与传感控制器相联,构成有综合多种信息的传感器网络;第三代传感器网络出现在世纪年代后期和本世纪初,用具有智能获取多种信息信号的传感器,采用现场总线连接传感控制器,构成局域网络,成为智能化传感器网络;第四代传感器网络正在研究开发,目前成形并大量投入使用的产品还没有