本文關鍵詞：基于能量捕獲的無線傳感器網(wǎng)絡路由算法研究

  更多相關文章： 能量捕獲 無線傳感器網(wǎng)絡 路由算法 機會路由 AODV

【摘要】：近年來,無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Networks,WSNs)已深入到我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾�領域,影響和改變著我們的生活。無線傳感器網(wǎng)絡是一種信息獲取平臺,它是由許多微小的節(jié)點自組織形成的一個多跳無線網(wǎng)絡。在WSNs中,能量捕獲技術是近幾年的熱點研究問題。該技術是指傳感器節(jié)點自帶能量捕獲設備,其運行所需的能量從周圍環(huán)境中捕獲而來。傳統(tǒng)的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點都是由電池供電,自身攜帶的能量非常有限,一旦電池能量耗盡,網(wǎng)絡的生命期也就結束了。采用能量捕獲技術,可以緩解或者從根本上解決這一問題。采用了能量捕獲技術的無線傳感器網(wǎng)絡,我們稱之為能量捕獲無線傳感器網(wǎng)絡(Energy Harvesting Wireless Sensor Networks,EH-WSNs)。把能量捕獲技術應用于WSNs中,其工作機制和傳統(tǒng)的WSNs不同,主要表現(xiàn)在:EH-WSNs中的節(jié)點具有能量捕獲特性。本文利用EH-WSNs節(jié)點的能量捕獲特性研究基于EH-WSNs的路由算法。本文的主要工作內(nèi)容和研究成果如下:1)研究了基于能量捕獲的無線傳感器網(wǎng)絡機會路由算法問題。針對能量捕獲技術可以延長無線傳感器網(wǎng)絡生命期的特點,本文提出了EPOR(Energy Potential Opportunistic Routing)路由算法。EPOR的要點是:首先,引入一個潛能函數(shù),用于計算節(jié)點的能量潛能。然后,計算網(wǎng)絡中每個節(jié)點到目的節(jié)點的期望傳輸次數(shù)ETX(Expected Transmission Count)。最后,用節(jié)點的能量潛能和ETX共同決定發(fā)送節(jié)點的候選集節(jié)點收到數(shù)據(jù)包后需要延遲的時間。延遲時間最短的那個候選集節(jié)點即為發(fā)送節(jié)點的最佳轉發(fā)節(jié)點。仿真實驗表明,EPOR比OR和EAOR等傳統(tǒng)的機會路由算法具有更高的網(wǎng)絡生命期。2)研究了基于能量捕獲的無線傳感器網(wǎng)絡AODV路由算法問題。結合節(jié)點能量捕獲的特性,本文提出了EP-AODV(Energy Potential AODV)路由算法。本文在EP-AODV路由算法中采用了延遲機制,當節(jié)點收到上游節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)時,節(jié)點不會立即轉發(fā)數(shù)據(jù),而是延遲一段時間后再轉發(fā)。該路由算法的要點是:首先,計算出節(jié)點的潛能能量。其次,計算從源節(jié)點到本節(jié)點這段鏈路的節(jié)點平均潛能能量。然后,比較節(jié)點的潛能能量和節(jié)點平均潛能能量的大小,取二者最小的值E_(min)。最后,用E_(min)以及本節(jié)點與上游發(fā)送節(jié)點的丟包率共同決定本節(jié)點的延遲時間。最先到達目的節(jié)點的那條路徑就是最終的路由。理論分析和仿真實驗表明,EP-AODV比傳統(tǒng)的AODV和EA-AODV具有更長的網(wǎng)絡生命期,更大的網(wǎng)絡吞吐量,網(wǎng)絡負載也更加均衡。本文所提出的EPOR和EP-AODV路由算法對提高網(wǎng)絡生命期,均衡網(wǎng)絡負載以及增大網(wǎng)絡吞吐量具有重要的理論和應用價值。
【關鍵詞】：能量捕獲 無線傳感器網(wǎng)絡 路由算法 機會路由 AODV
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 研究背景11-16
• 1.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡概述11-12
• 1.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡體系結構12-14
• 1.1.3 無線傳感器網(wǎng)絡的特點14
• 1.1.4 無線傳感器網(wǎng)絡路由算法14-16
• 1.1.5 能量捕獲無線傳感器網(wǎng)絡16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容18-19
• 1.4 論文組織結構19-21
• 第2章 相關理論知識21-33
• 2.1 機會路由算法21-24
• 2.1.1 機會路由算法的基本原理21-22
• 2.1.2 機會路由算法的優(yōu)勢22-24
• 2.2 固定路由算法24-31
• 2.2.1 AODV路由算法的基本思想24-27
• 2.2.2 AODV路由算法的工作過程27-30
• 2.2.3 EA-AODV路由算法30-31
• 2.3 本章小結31-33
• 第3章 基于能量捕獲的無線傳感器網(wǎng)絡機會路由算法33-41
• 3.1 研究動機33
• 3.2 算法基本思想33-34
• 3.3 算法具體實現(xiàn)34-37
• 3.3.1 期望傳輸次數(shù)35
• 3.3.2 節(jié)點能量潛能35-36
• 3.3.3 節(jié)點退避時間36-37
• 3.4 仿真實驗37-40
• 3.5 本章小節(jié)40-41
• 第4章 基于能量捕獲的無線傳感器網(wǎng)絡AODV路由算法41-50
• 4.1 研究動機41
• 4.2 EP-AODV算法基本原理41-44
• 4.3 算法具體實現(xiàn)44-45
• 4.4 仿真實驗45-49
• 4.5 本章小節(jié)49-50
• 第5章 總結與展望50-52
• 5.1 總結50
• 5.2 展望50-52
• 參考文獻52-55
• 致謝55-56
• 攻讀學位期間參加的科研項目和成果56

【參考文獻】

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本文編號：569440