本文關(guān)鍵詞：一種基于LEACH的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究與改進(jìn)

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【摘要】：隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS,Micro-Electro-Mechanical System)、片上系統(tǒng)(SoC:System-on-a-chip)、無(wú)線(xiàn)通信(Wireless Communication)和低功耗嵌入式技術(shù)(Low-power Embedded Technology)的快速進(jìn)步,催生出了WSNs(Wireless Sensor Network),因其具有低功耗、低成本、分布式和自組織等特點(diǎn),從而帶來(lái)了數(shù)據(jù)感知、信息采集和工業(yè)控制的一場(chǎng)全新變革。它是由很多具有監(jiān)測(cè)、計(jì)算和通訊能力的微型傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成,這些節(jié)點(diǎn)自組織成網(wǎng)絡(luò),共同完成監(jiān)測(cè)。WSNs被大量應(yīng)用到軍事偵查、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生、空間探測(cè)等領(lǐng)域,使人們無(wú)論何時(shí)何地都能獲得大量有用的信息。伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅速進(jìn)步,WSNs將會(huì)因其巨大的潛力和廣泛的應(yīng)用前景成為21世紀(jì)最有影響力的技術(shù)之一。本文首先詳細(xì)介紹WSNs及其體系結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)述了WSNs的應(yīng)用及前景,然后介紹了WSNs的關(guān)鍵技術(shù),緊接著接著論述了一些經(jīng)典的路由策略,并對(duì)所提及的算法做了深入的研究以及比較。之后引入LEACH算法及其各種改進(jìn)算法,在它們的基礎(chǔ)上,針對(duì)LEACH算法存在的不足之處,本文首先提出多跳改進(jìn)算法LEACH-App1和簇頭選舉改進(jìn)方法LEACH-App2并對(duì)其進(jìn)行了仿真。之后對(duì)二者進(jìn)行取長(zhǎng)補(bǔ)短融合出一種能量均衡、非均勻分簇和簇間單跳與多跳相結(jié)合的WSNs簇路由協(xié)議LEACH-EUMC(energy-balanced unequal multi-hop clustering routing protocol)。在LEACH-EUMC中首先分析了最優(yōu)簇頭數(shù)的定義,避開(kāi)了因區(qū)域里簇頭數(shù)過(guò)多或過(guò)少引發(fā)的能量消耗不均衡問(wèn)題。其次,競(jìng)選簇頭時(shí)另外添加了節(jié)點(diǎn)能量和位置因子,加入到閾計(jì)算過(guò)程中,使簇頭分布更加均勻。最后,本文重新設(shè)計(jì)了通信方式,簇內(nèi)采用單跳傳輸,簇間采用單跳與多跳相結(jié)合的通信方式,避免遠(yuǎn)距離單跳通信。本文采用MATLAB進(jìn)行仿真,對(duì)比LEACH、SEP、LEACH-C、LEACH-App1、LEACH-App2、LEACH-EUMC在節(jié)點(diǎn)生存周期、網(wǎng)絡(luò)消耗和相同能耗下傳輸?shù)交镜膱?bào)文數(shù)的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的算法使分簇更加均勻、簇頭選擇更加公平,推遲了第一個(gè)節(jié)點(diǎn)和80%節(jié)點(diǎn)的死亡時(shí)間,延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)生命周期并且提升了傳輸?shù)交镜臄?shù)據(jù)量。
【關(guān)鍵詞】：WSNs 路由協(xié)議 分簇 LEACH 網(wǎng)絡(luò)仿真
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 課題背景10
• 1.2 研究目的及意義10-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.1 國(guó)外WSNs的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)WSNs研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)13-14
• 第二章 WSNs概述及其路由協(xié)議14-29
• 2.1 WSNs概述14-21
• 2.1.1 WSNs的體系結(jié)構(gòu)14-16
• 2.1.2 WSNs特征16-18
• 2.1.3 WSNs的關(guān)鍵技術(shù)18-20
• 2.1.4 WSNs的主要應(yīng)用領(lǐng)域20-21
• 2.2 路由協(xié)議21-28
• 2.2.1 平面路由協(xié)議22-25
• 2.2.2 層次路由協(xié)議25-27
• 2.2.3 協(xié)議綜合比較27-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第三章 LEACH算法的研究與多跳傳輸策略29-44
• 3.1 LEACH算法29-36
• 3.1.1 網(wǎng)絡(luò)模型和通信能量模型29-31
• 3.1.2 LEACH協(xié)議算法過(guò)程31-35
• 3.1.3 LEACH協(xié)議算法優(yōu)缺點(diǎn)35-36
• 3.2 LEACH算法的改進(jìn)36-38
• 3.2.1 PEGASIS36-37
• 3.2.2 SEP37-38
• 3.2.3 LEACH-C38
• 3.3 多跳傳輸38-39
• 3.4 算法描述39-41
• 3.5 仿真分析41-43
• 3.5.1 仿真模型41
• 3.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析41-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第四章 LEACH算法簇頭選舉策略44-52
• 4.1 最優(yōu)簇頭數(shù)44-46
• 4.2 選舉簇頭節(jié)點(diǎn)46-48
• 4.3 算法描述48-49
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析49-50
• 4.5 本章小結(jié)50-52
• 第五章 LEACH-EUMC仿真結(jié)果及分析52-56
• 5.1 LEACH-EUMC算法描述52-53
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析53-55
• 5.3 本章小結(jié)55-56
• 第六章 總結(jié)與展望56-58
• 6.1 論文總結(jié)56-57
• 6.2 研究展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 研究生在讀期間的研究成果61-62
• 致謝62

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 梁永利;;關(guān)于路由協(xié)議漏洞的分析與防范措施[J];硅谷;2011年11期

2 陳海鴻;如何在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中更改路由協(xié)議[J];中國(guó)金融電腦;2000年12期

3 賓海,劉乃安;移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的幾種路由協(xié)議[J];電子科技;2001年21期

4 呂翎,熊前興;常用路由協(xié)議分析[J];交通與計(jì)算機(jī);2001年S1期

5 翟東瑜;;路由協(xié)議的選擇與實(shí)踐[J];金融電子化;2002年05期

6 丁瑜,張光昭;MIL-STD-188-220B路由協(xié)議性能分析和改進(jìn)[J];數(shù)據(jù)通信;2003年04期

7 季曉君;田暢;張毓森;;安全DSR路由協(xié)議分析與設(shè)計(jì)[J];通信學(xué)報(bào);2006年03期

8 鄭創(chuàng)明;張升華;;美軍220C路由協(xié)議的分析設(shè)計(jì)[J];軍事通信技術(shù);2006年01期

9 董超;倪明放;田暢;;層次分析法用于戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)路由協(xié)議選擇[J];火力與指揮控制;2008年09期

10 顧曉燕;;無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)DSR路由協(xié)議改進(jìn)方法的研究[J];無(wú)線(xiàn)通信技術(shù);2009年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 董陽(yáng)澤;劉平香;;水聲網(wǎng)絡(luò)自重組中兩種路由協(xié)議比較[A];2012'中國(guó)西部聲學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集(Ⅰ)[C];2012年

2 向征;方旭明;;無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)中路由協(xié)議的性能比較[A];'2006系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2006年

3 孫墉懋;傅仲逑;;DSR路由協(xié)議優(yōu)化策略[A];2006北京地區(qū)高校研究生學(xué)術(shù)交流會(huì)——通信與信息技術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];2006年

4 程曉峰;盧澤新;張曉哲;莫敦運(yùn);;基于路由協(xié)議支持的網(wǎng)絡(luò)感知的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];中國(guó)電子學(xué)會(huì)第十六屆信息論學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

5 劉紅;徐光俠;范時(shí)平;;一種安全的無(wú)線(xiàn)自組織路由協(xié)議[A];2008年計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2008年

6 宋玉林;樊祥寧;張?jiān)阼?;無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)能量路由協(xié)議的研究[A];2006北京地區(qū)高校研究生學(xué)術(shù)交流會(huì)——通信與信息技術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];2006年

7 應(yīng)俊;吳哲夫;樂(lè)孜純;;基于OPNET的DSR路由協(xié)議的性能分析[A];浙江省電子學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

8 顏國(guó)風(fēng);王建新;;基于Hop的Anycast路由協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];2005通信理論與技術(shù)新進(jìn)展——第十屆全國(guó)青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

9 武崢;張淑芳;;無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議在交通監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];中國(guó)航海學(xué)會(huì)通信導(dǎo)航專(zhuān)業(yè)委員會(huì)2005年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

10 侍蕾;趙洪利;;空間信息網(wǎng)路由協(xié)議關(guān)鍵技術(shù)分析[A];2008通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十三屆全國(guó)青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下）[C];2008年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 華為供稿;構(gòu)建遼寧移動(dòng)骨干網(wǎng)[N];計(jì)算機(jī)世界;2001年

2 中科院計(jì)算所信息網(wǎng)絡(luò)室 龐迪;移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)—路由協(xié)議[N];計(jì)算機(jī)世界;2005年

3 金樺;路由協(xié)議一樣影響速度[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2003年

4 朗訊貝爾實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)科學(xué)研究院;融合網(wǎng)絡(luò)將主導(dǎo)一切[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2004年

5 ;寬帶網(wǎng)絡(luò)測(cè)試平臺(tái) ——Adtech AX/4000[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2003年

6 ;三星secuiWALL 防火墻讓網(wǎng)絡(luò)永不停息[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2002年

7 甄巖邋武穆清;無(wú)處不在的無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2007年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 朱東杰;車(chē)載自組網(wǎng)路由協(xié)議及路徑?jīng)Q策模型研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 張春飛;無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2016年

3 黃宏宇;車(chē)輛自組織網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議及節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)模型研究[D];上海交通大學(xué);2009年

4 郭星歌;礦井無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)技術(shù)的研究及應(yīng)用[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2013年

5 韓挺;基于信任理論的路由協(xié)議安全技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2015年

6 潘大為;能量有效的WSNs路由協(xié)議與分布式調(diào)度方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

7 楊凱;無(wú)線(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)高性能路由協(xié)議研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

8 孫學(xué)梅;Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)管理及其路由協(xié)議的研究[D];天津大學(xué);2004年

9 張?zhí)鞓?lè);交替活躍模式的部分連接網(wǎng)絡(luò)路由研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（計(jì)算技術(shù)研究所）;2006年

10 李道豐;路由協(xié)議若干安全問(wèn)題研究[D];北京郵電大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 白林;基于伽瑪分布的噴灑等待路由協(xié)議[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

2 梁玉珠;基于動(dòng)態(tài)分簇的低能耗WSN路由協(xié)議的研究[D];延邊大學(xué);2015年

3 盧志強(qiáng);基于基礎(chǔ)設(shè)施輔助的車(chē)載自組織網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

4 吉純;Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)備份路由協(xié)議及其嵌入式實(shí)現(xiàn)[D];蘇州大學(xué);2015年

5 王靜涵;基于Contiki操作系統(tǒng)的RPL路由協(xié)議能耗均衡的研究[D];蘭州大學(xué);2015年

6 吳三柱;面向無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中匯聚樹(shù)路由協(xié)議研究[D];陜西師范大學(xué);2015年

7 張琦;移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)三維空間路由協(xié)議研究[D];江西師范大學(xué);2015年

8 姜小榮;無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議的研究與設(shè)計(jì)[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2015年

9 鞏彩紅;基于微分—蟻群算法WSN路由協(xié)議的研究[D];河南師范大學(xué);2015年

10 雷中岳;一種利用節(jié)點(diǎn)移動(dòng)信息的空基自組網(wǎng)路由協(xié)議[D];電子科技大學(xué);2014年

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