本文關(guān)鍵詞：三峽庫區(qū)水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能路由協(xié)議研究

  更多相關(guān)文章： 三峽庫區(qū) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 分簇路由 博弈

【摘要】：長江三峽工程是舉世矚目的特大型水利工程,其在防洪、發(fā)電以及航運等方面帶來了巨大的經(jīng)濟效益以及社會效益。因此,三峽庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境健康狀況得到了相國家關(guān)部門的高度重視,庫區(qū)的水環(huán)境監(jiān)測也成為了一個研究熱點。然而現(xiàn)有的監(jiān)測方法、手段以及設(shè)備已不再能夠滿足監(jiān)測需求,迫切地需要采用新的技術(shù)手段以提高對庫區(qū)水環(huán)境監(jiān)測的能力。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量廉價、低功耗的傳感器節(jié)點組成,并通過自組織的方式形成多跳網(wǎng)絡(luò),具有對監(jiān)測區(qū)域?qū)崟r的感知、數(shù)據(jù)處理、存儲以及傳輸?shù)哪芰�。因此將傳感器�?jié)點部署于三峽庫區(qū),構(gòu)建一種面向庫區(qū)的水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),對于實現(xiàn)庫區(qū)水質(zhì)的實時、連續(xù)、高效的監(jiān)測,以及提升我國水環(huán)境監(jiān)測理論水平和應(yīng)用水平具有重要的理論和現(xiàn)實意義。在三峽庫區(qū)水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點數(shù)目龐大,并采用電池供電,節(jié)點一旦耗盡能量不方便更換電池或者再充電。因此高效管理節(jié)點的能量至關(guān)重要,這對于節(jié)省節(jié)點能量、延長監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的使用壽命具有重要作用。傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點通信模塊在數(shù)據(jù)的收發(fā)過程中耗費了節(jié)點絕大部分的能量,可通過優(yōu)化路由協(xié)議提高通信模塊的能耗效率。本文以三峽庫區(qū)水環(huán)境監(jiān)測為應(yīng)用背景,結(jié)合三峽庫區(qū)典型的帶狀分布特性,研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于分簇結(jié)構(gòu)的節(jié)能路由協(xié)議,主要貢獻列舉如下：(1)提出了一種基于博弈理論的分簇路由協(xié)議,在分簇過程中節(jié)點只需和鄰居節(jié)點交互,具有完全分布式的特點,適用于三峽庫區(qū)帶狀分布網(wǎng)絡(luò)。(2)在采用博弈理論對分簇路由中的簇頭節(jié)點選擇問題建模時,引入了懲罰機制懲罰節(jié)點的自私行為,并根據(jù)節(jié)點的剩余能量決定懲罰力度。節(jié)點通過與其鄰居節(jié)點博弈得到成為簇頭的均衡概率,根據(jù)此概率決定是否成為簇頭可在節(jié)省能量和提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)之間達到一種均衡效果。(3)根據(jù)均衡概率決定成為簇頭的節(jié)點作為臨時簇頭節(jié)點,需進一步競選真正簇頭,以避免相鄰的節(jié)點同時成為簇頭,同時讓簇頭節(jié)點覆蓋范圍盡可能廣。(4)根據(jù)簇頭節(jié)點到基站的距離以及簇頭節(jié)點的度設(shè)計代價函數(shù),普通節(jié)點根據(jù)簇頭節(jié)點的代價選擇合適的簇頭加入形成簇,可均衡簇頭節(jié)點間的能耗。(5)通過仿真實驗對本文提出的分簇路由協(xié)議進行性能驗證,并與經(jīng)典的LEACH協(xié)議以及基于博弈理論的分簇路由協(xié)議CROSS和LGCA對比,以評估本文協(xié)議的性能。
【關(guān)鍵詞】：三峽庫區(qū) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 分簇路由 博弈
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV697.25;TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 課題研究背景、目的及意義12-14
• 1.1.1 課題研究背景12-13
• 1.1.2 課題研究目的及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文主要研究工作及內(nèi)容結(jié)構(gòu)16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議概述17-26
• 2.1 引言17
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的特點17-18
• 2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的分類18-19
• 2.4 基于分簇結(jié)構(gòu)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議19-22
• 2.4.1 基于分簇結(jié)構(gòu)的路由協(xié)議設(shè)計目的20-21
• 2.4.2 基于分簇結(jié)構(gòu)路由協(xié)議的實現(xiàn)21-22
• 2.5 典型的分簇路由協(xié)議22-25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 第三章 基于博弈理論的分簇路由協(xié)議研究26-36
• 3.1 引言26
• 3.2 相關(guān)研究工作26-28
• 3.3 一種改進的博弈分簇路由協(xié)議28-30
• 3.3.1 網(wǎng)絡(luò)模型28-29
• 3.3.2 能量模型29-30
• 3.4 理論分析30-33
• 3.5 改進協(xié)議詳述33-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 第四章 三峽庫區(qū)分簇路由協(xié)議的仿真實驗及結(jié)果分析36-43
• 4.1 三峽庫區(qū)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)分布模型36-37
• 4.2 實驗參數(shù)設(shè)置37-38
• 4.3 實驗結(jié)果分析38-42
• 4.4 本章小結(jié)42-43
• 第五章 總結(jié)與展望43-45
• 5.1 總結(jié)43-44
• 5.2 展望44-45
• 參考文獻45-49
• 致謝49-50
• 學位論文評閱及答辯情況表50

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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本文編號：836044