本文選題：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) + 分簇�。� 參考：《安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)成為了當(dāng)前國(guó)際上一個(gè)備受關(guān)注的研究熱點(diǎn)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)主要任務(wù)是收集網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù),不同類型的傳感器節(jié)點(diǎn)可以收集不同類型的數(shù)據(jù)。如何在資源有限節(jié)點(diǎn)密集的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,為用戶提供更好的服務(wù)是一個(gè)重要的問題需要研究人員去探索。因此,設(shè)計(jì)一個(gè)公平可靠能夠節(jié)約節(jié)點(diǎn)能量,保證服務(wù)質(zhì)量(Quality of Server, QoS)需求的傳輸路由是很必要的。目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提出了很多QoS路由協(xié)議,為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。本文在學(xué)習(xí)前人的基礎(chǔ)上做了如下工作：1.概述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的背景和意義,介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)QoS路由協(xié)議的特性需求和面臨的挑戰(zhàn)。分析了QoS路由協(xié)議的發(fā)展趨勢(shì)。2.在能量均衡方面提出了一種切實(shí)有效的非均勻分簇方法,運(yùn)用新的簇頭競(jìng)爭(zhēng)參數(shù)來設(shè)定簇頭競(jìng)爭(zhēng)方法。通過仿真分析證明該方法可行并將其和經(jīng)典協(xié)議LEACH作比較,得出該方法能更好地解決節(jié)點(diǎn)能量問題,避免能量異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中能量空洞現(xiàn)象,降低了節(jié)點(diǎn)死亡率。3.在已提出的非均勻分簇算法的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種能量感知的QoS路由協(xié)議。該協(xié)議作為簇間路由,在發(fā)送每個(gè)包之前會(huì)先考慮它的實(shí)時(shí)性,如果是實(shí)時(shí)包,則會(huì)優(yōu)先于非實(shí)時(shí)包進(jìn)入發(fā)送隊(duì)列。如果一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包的緊迫程度過大,即在最優(yōu)的情況下都不能在其生存時(shí)限內(nèi)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn),則會(huì)直接將其丟棄。緊迫程度越大,則會(huì)用最小的跳數(shù)、最優(yōu)的線路來將其送至目的節(jié)點(diǎn),而不考慮傳輸節(jié)點(diǎn)的能量。緊迫程度低的數(shù)據(jù)包,則會(huì)在其實(shí)時(shí)性得以保證的情況下,盡可能考慮節(jié)點(diǎn)能量的因素。這種設(shè)計(jì)不僅保證了數(shù)據(jù)包的實(shí)時(shí)性,還充分將能量利用到最大化。最后,我們通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)設(shè)計(jì)的協(xié)議進(jìn)行性能評(píng)估,將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與經(jīng)典的路由算法進(jìn)行對(duì)比,得出設(shè)計(jì)協(xié)議的優(yōu)越性與魯棒性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的分簇算法和能量感知的QoS路由協(xié)議在節(jié)點(diǎn)死亡率、路由開銷、端到端時(shí)延和分組轉(zhuǎn)發(fā)率方面均優(yōu)于對(duì)比的經(jīng)典算法和協(xié)議。
[Abstract]:With the rapid development of information technology, wireless sensor networks (WSN) have become a hot research topic in the world. One of the main tasks of wireless sensor networks is to collect data from the network. Different sensor nodes can collect different types of data. How to provide better services for users in resource-intensive wireless sensor networks is an important issue for researchers to explore. Therefore, it is necessary to design a fair and reliable transmission route that can save energy and ensure quality of service (QoS) of Server, QoS). At present, scholars at home and abroad have proposed many QoS routing protocols based on wireless sensor networks, which have made great contributions to the development of wireless sensor networks. This paper does the following work on the basis of previous studies: 1. This paper summarizes the background and significance of wireless sensor networks (WSN), and introduces the characteristic requirements and challenges of QoS routing protocols in WSN. The development trend of QoS routing protocol is analyzed. In the aspect of energy balance, an effective and effective clustering method is proposed, which uses new cluster head competition parameters to set cluster head competition. The simulation results show that this method is feasible and compared with the classical protocol LEACH. It is concluded that this method can solve the energy problem of nodes better, avoid the energy hole in the energy heterogeneous network, and reduce the node mortality. 3. Based on the proposed non-uniform clustering algorithm, an energy-aware QoS routing protocol is designed. As an inter-cluster routing protocol, the real-time performance of each packet is considered before it is sent, and if it is a real-time packet, it will take precedence over non-real-time packets to enter the sending queue. If a real-time packet is too urgent to reach the destination node in the optimal case, it will be discarded directly. The greater the urgency, the minimum hops and the optimal line will be used to send it to the destination node, regardless of the energy of the transmission node. The data packet with low urgency will take into account the factor of node energy as far as possible under the condition that its real time can be guaranteed. This design not only guarantees the real-time data packet, but also maximizes the energy. Finally, we evaluate the performance of the designed protocol through simulation experiments, compare the experimental results with the classical routing algorithm, and obtain the superiority and robustness of the design protocol. Experimental results show that the proposed clustering algorithm and energy-aware QoS routing protocol are superior to the classical algorithms and protocols in node mortality, routing overhead, end-to-end delay and packet forwarding rate.
【學(xué)位授予單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9

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本文編號(hào)：1990344