本文關(guān)鍵詞：基于遺傳算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)層次路由協(xié)議研究

  更多相關(guān)文章： 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 拓撲控制 遺傳算法 LEACH算法

【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)合了片上系統(tǒng)、傳感器技術(shù)和低功耗通信這三個先進技術(shù)。該類網(wǎng)絡(luò)通常由大量隨機部署的傳感器節(jié)點通過自組織的方式構(gòu)成,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事、醫(yī)療以及環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域中。隨著物聯(lián)網(wǎng)社會的不斷發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為物聯(lián)網(wǎng)和信息物聯(lián)融合系統(tǒng)的核心技術(shù),對其的相關(guān)研究將變得愈發(fā)重要。由于節(jié)點算力和能量均受限制,如何延長網(wǎng)絡(luò)生存時間是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的重要內(nèi)容。本文針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的層次型路由算法展開研究,利用遺傳算法解決高效率、低能耗數(shù)據(jù)傳輸路徑的選擇問題,優(yōu)化層次型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簇間路由,尋找能量消耗低的通信路由以降低能耗。論文的主要內(nèi)容如下：(1)提出了一種基于遺傳算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議,該協(xié)議解決了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量的有限性,節(jié)點分布隨機性等特性,提出了一種動態(tài)、智能的路由選擇傳輸方式來獲取有效而且節(jié)能的通信路由,并且通過能量均衡負載使傳感器節(jié)點達到最大化的網(wǎng)絡(luò)生命周期,最后通過仿真實驗驗證了遺傳算法在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由選擇上的有效性。(2)本文主要研究以LEACH協(xié)議為代表的層次型路由協(xié)議,作者有針對地選擇了LEACH協(xié)議作為研究對象,分析了LEACH協(xié)議的簇頭選舉、成簇方式等運行機制,對其不足之處提出了自己的改進思路。原始LEACH協(xié)議通過隨機的方式選取簇頭,改進后的LEACH協(xié)議將節(jié)點的剩余能量作為主要依據(jù)。(3)在結(jié)合LEACH協(xié)議分層網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點的基礎(chǔ)上對其簇頭選擇、成簇過程以及簇間通信做出改進,將遺傳算法應(yīng)用于尋找能耗最低的簇頭間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑,提出了一種改進后的LEACH路由算法。最后對改進的算法進行仿真,與LEACH和它的一些算法作對比,驗證了該算法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 拓撲控制 遺傳算法 LEACH算法
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(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3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點和應(yīng)用12-17
• 1.3.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點12-14
• 1.3.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用14-17
• 1.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)17-20
• 1.4.1 路由協(xié)議17-18
• 1.4.2 時間同步技術(shù)18
• 1.4.3 安全設(shè)計技術(shù)18-19
• 1.4.4 服務(wù)質(zhì)量保證19-20
• 1.5 文章主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)20-23
• 1.5.1 主要內(nèi)容20-21
• 1.5.2 章節(jié)安排21-23
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的分析和比較23-35
• 2.1 概述23-24
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的分類24-33
• 2.2.1 廣播式路由協(xié)議25-29
• 2.2.2 分簇式路由協(xié)議29-31
• 2.2.3 坐標式路由協(xié)議31-33
• 2.3 本章小結(jié)33-35
• 第三章 基于遺傳算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究35-47
• 3.1 概述35
• 3.2 遺傳算法描述35-37
• 3.3 遺傳算法在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用37-39
• 3.4 基于遺傳算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議39-42
• 3.4.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由模型39-40
• 3.4.2 遺傳算法在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的基因編碼方式40
• 3.4.3 適應(yīng)度函數(shù)的確立40
• 3.4.4 遺傳算子的選取40-41
• 3.4.5 交叉算子的選取41
• 3.4.6 變異算子的選取41-42
• 3.5 算法流程42
• 3.6 實驗仿真與結(jié)果分析42-44
• 3.7 本章小結(jié)44-47
• 第四章 LEACH協(xié)議及其衍生算法運行原理分析47-61
• 4.1 概述47-48
• 4.2 LEACH簇頭選舉過程48-50
• 4.3 LEACH分群算法50-52
• 4.4 穩(wěn)定狀態(tài)階段52
• 4.5 LEACH Centralized protocol52-57
• 4.6 TL-LEACH protocol57-59
• 4.7 Vice-LEACH(VLEACH)protocol59-60
• 4.8 本章小結(jié)60-61
• 第五章 層次路由的研究和改進61-69
• 5.1 算法設(shè)計思路61-62
• 5.2 算法的網(wǎng)絡(luò)模型62
• 5.3 算法的能量模型62-63
• 5.4 算法的實現(xiàn)過程63-68
• 5.4.1 簇頭的選擇63-64
• 5.4.2 成簇階段64-66
• 5.4.3 簇間數(shù)據(jù)傳輸66-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 第六章 模擬實驗與結(jié)果分析69-75
• 6.1 仿真實驗參數(shù)設(shè)定69
• 6.2 仿真實驗與結(jié)果分析69-73
• 6.3 本章小結(jié)73-75
• 第七章 總結(jié)與展望75-77
• 7.1 總結(jié)75
• 7.2 展望75-77
• 參考文獻77-83
• 致謝83-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間科研成果85

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 盧冬亮;廖興禾;宋令邦;龐訓(xùn)龍;;數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)分析[J];四川兵工學(xué)報;2010年10期

2 余向陽;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究綜述[J];單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2008年08期

3 李坡源;王艷艷;楊濟安;;一種基于預(yù)約的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議[J];傳感器世界;2007年02期

4 吳巍;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可靠性建模方法[J];電子測試;2012年05期

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本文編號：927752