無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）由大量隨機部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的傳感器節(jié)點組成。因其具有自組織性和低功耗性,應(yīng)用前景十分廣闊。但是傳感器節(jié)點能量有限,并且很難補給,所以如何減少網(wǎng)絡(luò)能耗,最大限度地延長網(wǎng)絡(luò)生命周期成為研究的關(guān)鍵問題。而分簇路由協(xié)議作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有效的能量優(yōu)化策略,具有重要的研究意義。該文以現(xiàn)有分簇路由協(xié)議為基礎(chǔ),對成簇算法進行了優(yōu)化改進,并對改進算法的可行性與性能進行了實驗仿真。首先,在網(wǎng)絡(luò)初始化階段,在簇間單跳的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了簇間多跳方式下的最優(yōu)簇頭數(shù)的計算公式,分為簇間數(shù)據(jù)融合和不融合兩種情況,優(yōu)化了最優(yōu)簇頭數(shù)的計算。確定節(jié)點的競爭半徑時,在原有的根據(jù)距離自適應(yīng)調(diào)整半徑的基礎(chǔ)上添加了節(jié)點度因素,并引入調(diào)節(jié)系數(shù),控制競爭半徑的波動范圍,改善了簇結(jié)構(gòu)不合理的問題,降低了網(wǎng)絡(luò)的能量消耗。其次,在成簇階段,進行簇頭選舉時,為每個節(jié)點定義了一個權(quán)值函數(shù),權(quán)值的定義包括剩余能量,能耗速度、節(jié)點度以及節(jié)點到基站的距離。節(jié)點根據(jù)權(quán)值和競爭半徑以競選的方式成為簇頭,保證了簇頭分布的合理性以及簇頭數(shù)量的穩(wěn)定性。進行簇頭輪換時,不再每輪全網(wǎng)重新選簇,而是根據(jù)能量的動態(tài)變化分為全網(wǎng)選舉和簇內(nèi)選舉,避... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要的工作內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)
第2章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其路由協(xié)議概述
    2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述
        2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)
        2.1.2 傳感器節(jié)點的結(jié)構(gòu)
        2.1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧
        2.1.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征
        2.1.5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用
    2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議概述
        2.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的分類
        2.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的性能比較
    2.3 本章小結(jié)
第3章 成簇算法優(yōu)化的非均勻分簇路由協(xié)議
    3.1 引言
    3.2 RPBUC算法的網(wǎng)絡(luò)模型與能耗模型
        3.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型
        3.2.2 無線通信能耗模型
    3.3 RPBUC算法初始化
        3.3.1 網(wǎng)絡(luò)層次劃分
        3.3.2 最優(yōu)簇頭數(shù)計算
        3.3.3 競爭半徑計算
    3.4 RPBUC算法的成簇機制
        3.4.1 簇頭選舉
        3.4.2 節(jié)點入簇
        3.4.3 簇頭輪換
    3.5 RPBUC算法的孤立節(jié)點處理方法
    3.6 RPBUC算法的數(shù)據(jù)傳輸機制
    3.7 本章小結(jié)
第4章 改進路由協(xié)議的實驗仿真與結(jié)果分析
    4.1 仿真環(huán)境
    4.2 性能評價指標(biāo)
    4.3 算法可行性分析
        4.3.1 層次劃分距離可行性分析
        4.3.2 最優(yōu)分簇數(shù)目可行性分析
        4.3.3 競爭半徑可行性分析
        4.3.4 簇頭選舉可行性分析
        4.3.5 簇頭輪換可行性分析
        4.3.6 孤立節(jié)點處理方法可行性分析
    4.4 算法性能分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于動態(tài)簇半徑的非均勻分簇算法[J]. 熊煉,葉建光,劉曉彤.  無線電通信技術(shù). 2017(01)
[2]基于能量迭代的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非均勻分簇路由算法[J]. 李建坡,董子奇.  計算機應(yīng)用研究. 2017(03)
[3]基于非均勻分簇的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分層路由協(xié)議[J]. 黃廷輝,伊凱,崔更申,王玉良.  計算機應(yīng)用. 2016(01)
[4]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中一種新的非均勻分簇路由協(xié)議[J]. 廖福保,張文梅,李向陽,李蓉.  小型微型計算機系統(tǒng). 2015(06)
[5]面向物聯(lián)網(wǎng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[J]. 錢志鴻,王義君.  電子與信息學(xué)報. 2013(01)
[6]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低功耗自適應(yīng)分簇協(xié)議[J]. 李玲,王林,張飛鴿,王曉哲.  計算機應(yīng)用. 2012(10)
[7]能量均衡的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非均勻分簇路由協(xié)議[J]. 蔣暢江,石為人,唐賢倫,王平,向敏.  軟件學(xué)報. 2012(05)
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[9]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)改進的LEACH-ID算法[J]. 施葉玲,陳彬兵.  計算機應(yīng)用. 2011(02)
[10]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀與應(yīng)用[J]. 司海飛,楊忠,王珺.  機電工程. 2011(01)

博士論文
[1]基于分簇結(jié)構(gòu)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能路由協(xié)議研究[D]. 楊柳.重慶大學(xué) 2016

碩士論文
[1]基于分簇的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究與改進[D]. 蘇真真.吉林大學(xué) 2016
[2]基于能量均衡的半靜態(tài)分簇路由算法研究[D]. 祝敏.安徽理工大學(xué) 2016
[3]基于簇結(jié)構(gòu)優(yōu)化的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非均勻分簇路由算法[D]. 霍俊元.東北電力大學(xué) 2016
[4]基于能耗均衡的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究[D]. 劉靜.沈陽工業(yè)大學(xué) 2016
[5]基于PEGASIS的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究與改進[D]. 龍隆.太原理工大學(xué) 2015
[6]基于博弈論能耗均衡的WSN分層路由算法研究[D]. 孫慶中.西華大學(xué) 2015



本文編號：3273459