【摘要】：物聯(lián)網(wǎng)最近兩年在我國(guó)迅猛發(fā)展，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)被形象的比喻成物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢，作為物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)之一也得到了迅猛發(fā)展，我國(guó)也把這項(xiàng)技術(shù)列入了長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃中。能量問(wèn)題伴隨著無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生便一直存在，在不影響網(wǎng)絡(luò)正常工作的條件下，如何最大限度的節(jié)約能量延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的工作時(shí)間一直是研究的熱點(diǎn)。路由協(xié)議作為該網(wǎng)絡(luò)的支撐技術(shù)之一，既要解決數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題，也要考慮能量消耗及實(shí)際需求。 本文通過(guò)分析現(xiàn)有的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)，重點(diǎn)分析經(jīng)典的分簇路由協(xié)議——低功耗自適應(yīng)聚類(lèi)分簇路由協(xié)議LEACH(Low EnergyAdaptive Clustering Hierarchy)及其相關(guān)改進(jìn)協(xié)議，在此基礎(chǔ)上對(duì)LEACH協(xié)議提出了改進(jìn)。主要工作如下: 1.介紹了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)及性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究了設(shè)計(jì)路由協(xié)議的關(guān)鍵問(wèn)題和幾種典型的路由協(xié)議。深入分析了LEACH協(xié)議及其改進(jìn)協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)，并將幾種典型的路由協(xié)議進(jìn)行了對(duì)比。 2.對(duì)蟻群算法及特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，研究了蟻群算法的工作原理，分析了蟻群算法應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)。 3.通過(guò)分析LEACH協(xié)議的不足，對(duì)其從三方面進(jìn)行改進(jìn)：在數(shù)據(jù)傳輸階段，針對(duì)LAECH中所有節(jié)點(diǎn)需要與匯聚節(jié)點(diǎn)直接通信的限制，引入改進(jìn)的蟻群算法優(yōu)化簇頭到基站的多跳路徑；在簇頭的選取階段，簇頭的能耗較大且是隨機(jī)選取的，引入能量和密度因子對(duì)簇頭選取進(jìn)行加權(quán)優(yōu)化；引入多級(jí)架構(gòu)，通過(guò)分析計(jì)算最優(yōu)簇頭數(shù)，引入鄰居節(jié)點(diǎn)，對(duì)已經(jīng)選好的簇頭在鄰居節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)二次選取簇頭，進(jìn)一步分擔(dān)簇頭的能耗，均衡網(wǎng)絡(luò)的能耗。 結(jié)合以上的研究工作，在MATLAB中對(duì)改進(jìn)的算法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，，結(jié)果表明改進(jìn)算法能夠有效地均衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的能耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的工作壽命，擴(kuò)展了LEACH的覆蓋范圍，改進(jìn)算法的性能優(yōu)于LEACH、LEACH-m及DEEC。
【圖文】：

第1章 緒論簡(jiǎn)介今天，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)被信、微電子、嵌入式計(jì)算、納米材前的集成化、微型化向著智能化、ss Sensor Network, WSN)增強(qiáng)獲取信需要的客觀世界的物理信息采集處的信息[4,5]。WSN 具有數(shù)據(jù)采集、別是傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通三大基礎(chǔ)技術(shù)。這三種技術(shù)相當(dāng)于結(jié)合變構(gòu)成了現(xiàn)代信息系統(tǒng)，圖 其作用。

g.2-1 Sensor nodes working properly compare the energy consu系數(shù)，一般是常數(shù)，d 為相鄰?fù)ㄐ殴?jié)點(diǎn)間的距離，n 的大小與很多因素有關(guān)，如水中和陸地、障礙物多 2-1 可以看出，節(jié)點(diǎn)的能耗與距離的多次方成正比靠傳輸?shù)那疤嵯卤M可能地減小通信節(jié)點(diǎn)間的距離。致了發(fā)送功率也不會(huì)大，所以節(jié)點(diǎn)的通信能力十分通常在野外，無(wú)線(xiàn)通信也會(huì)因環(huán)境的不同而受到不同中、沼澤地、建筑物或風(fēng)雨雷電等自然環(huán)境的影響及自然環(huán)境的影響，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)采取多跳的通信機(jī)降低環(huán)境帶來(lái)的不利影響。存儲(chǔ)能力有限 與傳統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不同，WSN 的節(jié)備，實(shí)際應(yīng)用中節(jié)點(diǎn)數(shù)量通常是成千上萬(wàn)，單個(gè)節(jié)小，這同時(shí)限制了傳感器節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)空間較小、處應(yīng)用中單個(gè)節(jié)點(diǎn)需完成對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)的采集、他節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的任務(wù)，還要考慮到節(jié)約能量。隨著科處理能力和存儲(chǔ)器的容量都有了較大的改善，WSN 節(jié)點(diǎn)的計(jì)算和存儲(chǔ)空間都還很弱，將來(lái)科技的進(jìn)步性 在 WSN 應(yīng)用中，WSN 節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用環(huán)境通常沒(méi)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5;TP212.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2572497