本文關(guān)鍵詞：樹型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)高能效路由策略的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大及硬件設(shè)備的更新,使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜,受節(jié)點(diǎn)體積、成本、資源的限制,其內(nèi)存、計算能力有限,并且通常電池供電,無法實(shí)現(xiàn)能量的無限供應(yīng),所以近年來很多研究者致力于網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇刂啤?shù)據(jù)的路由轉(zhuǎn)發(fā)及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能量均衡,以便最大限度的延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期。根據(jù)前人的工作,基于樹型網(wǎng)絡(luò),本文提出了一種高能效的路由策略。首先,完成一個樹型網(wǎng)絡(luò)的自組織,在網(wǎng)絡(luò)自組建過程中,根據(jù)非網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)主動搜索匯聚節(jié)點(diǎn)還是被動選擇,提出主動式和被動式自組織策略,非網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)保存的可選匯聚節(jié)點(diǎn)的信息,均衡可選匯聚節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)、剩余能量、子節(jié)點(diǎn)個數(shù)及節(jié)點(diǎn)之間距離等因素選擇最優(yōu)匯聚節(jié)點(diǎn),然后申請加入網(wǎng)絡(luò)。非網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)成功之后,開始執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的功能。其次,網(wǎng)絡(luò)組建完成之后,傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集,并將數(shù)據(jù)發(fā)送給其匯聚節(jié)點(diǎn),匯聚節(jié)點(diǎn)完成對數(shù)據(jù)的匯聚,然后轉(zhuǎn)發(fā)到其匯聚節(jié)點(diǎn),通過數(shù)據(jù)的層層匯聚層層轉(zhuǎn)發(fā),最終數(shù)據(jù)到達(dá)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn),完成對整個監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)測。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中,匯聚節(jié)點(diǎn)的能耗較大,同時距離協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)越近的節(jié)點(diǎn)能耗越大,所以為了均衡網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能耗,延長網(wǎng)絡(luò)生命周期,當(dāng)匯聚節(jié)點(diǎn)的能量變?yōu)樯弦淮尉W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化之后的R%時,選擇刪除最遠(yuǎn)子節(jié)點(diǎn),進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的部分重組,動態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通信鏈路失效或鏈路質(zhì)量較低時,也需要動態(tài)的調(diào)整網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),完成網(wǎng)絡(luò)的部分重組。在網(wǎng)絡(luò)重組過程中,網(wǎng)絡(luò)回環(huán)是必須避免的,文中給出了回環(huán)檢查算法。最后,本文利用NS2進(jìn)行模擬仿真實(shí)驗及STM32W108 ZigBee芯片實(shí)際測試實(shí)驗,實(shí)現(xiàn)文中高能效路由策略,通過多組對比實(shí)驗,完成路由策略的驗證。實(shí)驗結(jié)果表明文中算法能夠迅速的構(gòu)建一個樹型網(wǎng)絡(luò),主動性網(wǎng)絡(luò)自組織比被動性網(wǎng)絡(luò)自組織性能稍差。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增大的過程中,自組網(wǎng)時間、網(wǎng)絡(luò)平均跳數(shù)增加幅度很小,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包傳輸成功率很高,是一個可靠的網(wǎng)絡(luò)。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中,文中路由策略能夠均衡網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能耗,延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 自組織 樹型網(wǎng)絡(luò) 能量均衡 路由策略
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 背景及意義9-11
• 1.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述9
• 1.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特性9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 路由協(xié)議分類11-12
• 1.2.2 路由協(xié)議相關(guān)研究工作12-14
• 1.3 本文研究內(nèi)容和主要工作14-15
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)15-18
• 2 網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議分析18-25
• 2.1 路由選擇參考因素18
• 2.2 網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議性能評價指標(biāo)18-20
• 2.3 分簇路由協(xié)議及ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析20-22
• 2.3.1 分簇路由協(xié)議分析20-21
• 2.3.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析21-22
• 2.4 本文匯聚節(jié)點(diǎn)選擇參考因素分析22-25
• 3 自組織樹型網(wǎng)絡(luò)高能效路由策略25-35
• 3.1 最優(yōu)匯聚節(jié)點(diǎn)選擇策略25-26
• 3.2 網(wǎng)絡(luò)自組織26-29
• 3.2.1 主動性網(wǎng)絡(luò)自組織26-28
• 3.2.2 被動性網(wǎng)絡(luò)自組織28-29
• 3.3 動態(tài)拓?fù)湔{(diào)整及能量均衡29-32
• 3.3.1 均衡匯聚節(jié)點(diǎn)能耗29-32
• 3.3.2 修復(fù)通信鏈路32
• 3.4 回環(huán)避免32-33
• 3.5 網(wǎng)絡(luò)性能評估方法33-35
• 4 自組織樹型網(wǎng)絡(luò)高能效路由策略實(shí)現(xiàn)35-47
• 4.1 網(wǎng)絡(luò)自組織算法36-42
• 4.1.1 主動性自組織算法36-40
• 4.1.2 被動性自組織算法40-42
• 4.2 網(wǎng)絡(luò)的部分重組42-47
• 4.2.1 部分重組42-46
• 4.2.2 回環(huán)檢查46-47
• 5 實(shí)驗與性能分析47-59
• 5.1 基于NS2的網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗及性能分析47-55
• 5.1.1 主動性、被動性自組網(wǎng)對比實(shí)驗48-49
• 5.1.2 被動性自組網(wǎng)實(shí)驗49-54
• 5.1.3 被動性自組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)性能分析54-55
• 5.2 基于STM32W108 ZigBee芯片的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗及性能分析55-59
• 5.2.1 被動性網(wǎng)絡(luò)自組織56-57
• 5.2.2 實(shí)驗結(jié)果及網(wǎng)絡(luò)性能分析57-59
• 結(jié)論59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況65-66
• 致謝66-67

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 宋宗峰;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2011年05期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 洪雁兵;基于網(wǎng)絡(luò)演算的簇樹型WSN性能研究[D];中南大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：樹型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)高能效路由策略的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：377047