近年來(lái),物聯(lián)網(wǎng)已廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域,成為國(guó)內(nèi)外熱烈討論和重點(diǎn)研究的問(wèn)題之一,并且很多國(guó)家已經(jīng)將物聯(lián)網(wǎng)上升為國(guó)家戰(zhàn)略的高度。作為物聯(lián)網(wǎng)底層網(wǎng)絡(luò)的重要技術(shù)形式,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wirless Sensor Networks WSNs)承擔(dān)著鏈接傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的重任,眾多的傳感器節(jié)點(diǎn)是WSNs的組成部分。由于傳感器節(jié)點(diǎn)一旦失效或突發(fā)意外將造成信息傳輸失敗,網(wǎng)絡(luò)抗毀性較差。為提高網(wǎng)絡(luò)抗毀性保證信息有效傳輸,通常在WSNs中構(gòu)建一個(gè)虛擬骨干網(wǎng)(Virtual Backbone Network VBN)。已有的研究工作沒(méi)有考慮網(wǎng)絡(luò)壽命和虛擬骨干網(wǎng)規(guī)模。因此,本文著重從減少通信開(kāi)銷、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命、最小化虛擬骨干網(wǎng)規(guī)模三方面出發(fā)構(gòu)造虛擬骨干網(wǎng)。針對(duì)部分具有中心管理節(jié)點(diǎn)的WSNs能夠掌握全局網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔?本文基于網(wǎng)絡(luò)平均能量指標(biāo),以延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命為宗旨,在D-MCDS算法的基礎(chǔ)上提出了一種基于節(jié)點(diǎn)權(quán)值的集中式最小連通支配集構(gòu)建算法。算法首先選取權(quán)值較大的節(jié)點(diǎn)構(gòu)建一個(gè)初始連通支配集,然后在保證VBN連通的條件下,按照一定的規(guī)則去除冗余節(jié)點(diǎn)構(gòu)建最小連通支配集。仿真結(jié)果表明,該算法與經(jīng)典的集中式、分布式算法相比,可以得到近似最優(yōu)解;相比D-MCDS算法,節(jié)點(diǎn)平均能量更高,網(wǎng)絡(luò)壽命延長(zhǎng)了近10.3%。針對(duì)集中式構(gòu)造算法需要獲取全局網(wǎng)絡(luò)信息、過(guò)程復(fù)雜、開(kāi)銷較大的問(wèn)題,提出了一種基于節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)因子和能耗的分布式最小連通支配集構(gòu)建算法。算法首先任意選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)為初始骨干節(jié)點(diǎn),然后采用染色法構(gòu)建極大獨(dú)立集;其次根據(jù)節(jié)點(diǎn)設(shè)置的定時(shí)器判定節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級(jí),選出權(quán)值較大的節(jié)點(diǎn)作為連接節(jié)點(diǎn),構(gòu)成連通支配集;最后采用一個(gè)小的循環(huán)修剪算法去除冗余,最小化VBN的規(guī)模。仿真結(jié)果表明,該算法與典型的分布式算法相比,不僅能延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命、近似于最小連通支配集,而且隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加,發(fā)送的消息數(shù)雖呈上升趨勢(shì),但增加的幅度越來(lái)越小,進(jìn)一步說(shuō)明該算法適用于規(guī)模更大的網(wǎng)絡(luò)。在算法的執(zhí)行過(guò)程中,只需獲取網(wǎng)絡(luò)的局部節(jié)點(diǎn)信息,因此具有較強(qiáng)的分布性。
【學(xué)位單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP391.44;TN929.5
【部分圖文】：

為了支持我國(guó)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國(guó)政聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的投資金額占據(jù)比例最高�？梢赃�會(huì)以前所未有的速度高速增長(zhǎng)、甚至爆網(wǎng)中的應(yīng)用內(nèi)的廣泛使用，網(wǎng)絡(luò)信息安全和可靠性等網(wǎng)絡(luò)的重要技術(shù)形式，WSNs 承擔(dān)著重要底地解決 WSNs 潛在的信息安全隱患，物節(jié)點(diǎn)“自組織”形成的無(wú)線通信網(wǎng)。在整信息傳輸?shù)?Sink 節(jié)點(diǎn)，然后通過(guò) Sink 節(jié)點(diǎn)給客戶端。WSNs 的體系結(jié)構(gòu)如圖 1-1 所

擬骨干網(wǎng)構(gòu)建算法的理論基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、能耗模型、及其面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)型。最后提出本文構(gòu)建 VBN 所遵循的設(shè)構(gòu)進(jìn)行無(wú)線通信而構(gòu)成的信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。傳無(wú)線通信模塊、能量供應(yīng)模塊、傳感器感器節(jié)點(diǎn)既可以將采集到的信息通過(guò)互互聯(lián)網(wǎng)發(fā)來(lái)的命令消息。

息進(jìn)行處理和加工。通過(guò)控制和協(xié)同其它模塊來(lái)完成數(shù)據(jù)信息管理、電源管理等工作。無(wú)線通信模塊負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)之間的通信，該模塊能。上述三個(gè)模塊正常工作所需的能量均由能量供應(yīng)模塊提供。.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗模型從節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和各模塊工作方式可知，能量供應(yīng)模塊為節(jié)點(diǎn)正常工作各模塊的能耗大小如圖 2-2 所示，其中通信模塊是主要的耗能模塊，處理器模塊的能耗還不及通信模塊的十分之一。

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本文編號(hào)：2819173