本文關(guān)鍵詞：基于數(shù)據(jù)聚合的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)部署大量的傳感器節(jié)點(diǎn)來對該區(qū)域的對象進(jìn)行監(jiān)測,節(jié)點(diǎn)感知到的數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的相關(guān)性和冗余性,直接將這些數(shù)據(jù)傳回基站會浪費(fèi)大量的能量并造成網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)擁塞。由于傳感器節(jié)點(diǎn)的能量十分有限且不易補(bǔ)充,有效利用網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)能量是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)之一。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有以數(shù)據(jù)為中心、面向應(yīng)用、資源受限以及多跳自組織網(wǎng)絡(luò)等特點(diǎn),這就決定了其與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存在較大的差異,也使得其面臨許多挑戰(zhàn)。本文圍繞無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)路由算法以及節(jié)點(diǎn)定位算法進(jìn)行研究,主要研究了基于數(shù)據(jù)聚合的路由算法和非測距的節(jié)點(diǎn)定位算法。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,使用數(shù)據(jù)聚合技術(shù)延長網(wǎng)絡(luò)生命周期的關(guān)鍵在于均衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)能量的消耗以及減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。本文對此進(jìn)行研究,在對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)聚合路由算法系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)能量消耗和減少網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)擁塞的目標(biāo),研究了一種基于虛擬力的數(shù)據(jù)聚合路由算法(VFE)。VFE算法,將消耗勢能場算法與虛擬力算法有機(jī)的結(jié)合起來。在數(shù)據(jù)聚合過程中,首先假設(shè)每個節(jié)點(diǎn)周圍的鄰居節(jié)點(diǎn)都會對該節(jié)點(diǎn)有一個虛擬力作用,虛擬力吸引該節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳輸給鄰居節(jié)點(diǎn),然后利用消耗勢能場提供的梯度信息,選擇沿消耗勢能場方向產(chǎn)生最大虛擬力的節(jié)點(diǎn)作為數(shù)據(jù)的聚合、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的許多應(yīng)用中,數(shù)據(jù)信息都與數(shù)據(jù)的位置息息相關(guān),如果沒有這些位置信息,節(jié)點(diǎn)感知的數(shù)據(jù)也毫無用處。傳統(tǒng)的GPS定位系統(tǒng)面臨著能耗高、成本高、容易受環(huán)境影響等問題。本文根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)受成本、功耗、體積等因素的限制,在滿足定位精確度條件的同時算法要易實(shí)現(xiàn)、低功耗、低復(fù)雜度。本文研究了一種非測距的TDV-Hop算法,TDV-Hop算法通過對DV-Hop算法平均每跳距離計(jì)算的改進(jìn),使節(jié)點(diǎn)估算的與信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離更加接近真實(shí)值,即使在信標(biāo)節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少的情況下也能有較好的定位精確度。在本文的最后將TDV-Hop定位算法與VFE算法結(jié)合在一起,降低了VFE算法計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間距離的能量消耗,從而延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期,使網(wǎng)絡(luò)能夠更加可靠、有效的運(yùn)行。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)聚合 虛擬力 節(jié)點(diǎn)定位
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(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5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 研究背景11
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)11-14
• 1.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)11-12
• 1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的構(gòu)成12-13
• 1.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧13-14
• 1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述14-18
• 1.3.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)14-15
• 1.3.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)15-17
• 1.3.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能評價17-18
• 1.4 本文的研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排18-20
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)聚合路由算法20-33
• 2.1 數(shù)據(jù)聚合概述20-21
• 2.1.1 數(shù)據(jù)聚合概念20
• 2.1.2 數(shù)據(jù)聚合與數(shù)據(jù)融合的區(qū)別20-21
• 2.1.3 數(shù)據(jù)聚合的作用21
• 2.2 數(shù)據(jù)聚合的關(guān)鍵問題21-22
• 2.3 典型數(shù)據(jù)聚合路由算法22-32
• 2.3.1 基于平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的路由算法22-25
• 2.3.2 基于分簇結(jié)構(gòu)的路由算法25-28
• 2.3.3 基于樹狀結(jié)構(gòu)的路由算法28-30
• 2.3.4 基于鏈路的路由算法30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)定位算法33-46
• 3.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位問題概述33-35
• 3.1.1 節(jié)點(diǎn)定位的基本概念33-34
• 3.1.2 節(jié)點(diǎn)定位評價指標(biāo)34-35
• 3.2 節(jié)點(diǎn)定位算法分類35-37
• 3.2.1 基于測距的定位算法35-37
• 3.2.2 非測距的定位算法37
• 3.3 典型非測距定位算法37-41
• 3.3.1 質(zhì)心算法37-39
• 3.3.2 APIT算法39-41
• 3.4 基本定位方法41-45
• 3.4.1 三邊測量法(Trilateration)41-42
• 3.4.2 三角測量法(Traingulation)42-43
• 3.4.3 極大似然估計(jì)法(Maximum Likelihood Estimation)43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第四章 基于虛擬力的數(shù)據(jù)聚合路由算法46-58
• 4.1 引言46
• 4.2 數(shù)據(jù)聚合系統(tǒng)模型46-47
• 4.2.1 數(shù)據(jù)聚合網(wǎng)絡(luò)模型46
• 4.2.2 節(jié)點(diǎn)功率模型46-47
• 4.2.3 數(shù)據(jù)聚合模型47
• 4.3 基于虛擬力的數(shù)據(jù)聚合算法(VFE)47-52
• 4.3.1 算法設(shè)計(jì)思想47-48
• 4.3.2 構(gòu)建消耗勢能場48-50
• 4.3.3 虛擬力算法50-52
• 4.4 仿真與性能分析52-57
• 4.4.1 仿真工具介紹52-53
• 4.4.2 仿真場景設(shè)置53
• 4.4.3 VFE算法仿真結(jié)果53-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第五章 非測距節(jié)點(diǎn)定位算法TDV-Hop算法58-69
• 5.1 引言58
• 5.2 DV-Hop算法及TDV-Hop算法58-63
• 5.2.1 DV-Hop算法58-60
• 5.2.2 DV-Hop算法的改進(jìn)算法TDV-Hop算法60-63
• 5.3 仿真與性能分析63-66
• 5.3.1 仿真場景設(shè)置63-64
• 5.3.2 TDV-Hop算法仿真結(jié)果64-66
• 5.4 TDV-Hop算法的應(yīng)用66-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 研究總結(jié)69-70
• 6.2 研究展望70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果77-78

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  本文關(guān)鍵詞：基于數(shù)據(jù)聚合的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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