發(fā)布時(shí)間：2017-09-27 01:07

  本文關(guān)鍵詞：基于sink的WSN節(jié)能路由技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 路由技術(shù) 分簇算法 平滑路徑 網(wǎng)絡(luò)壽命

【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSNs)是由具有攜帶有限能量、計(jì)算能力、通信能力的微型感知節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的自治系統(tǒng)。因?yàn)樗梢栽跅l件艱苦的環(huán)境中進(jìn)行作業(yè),所以廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。由于微型感知節(jié)點(diǎn)攜帶的能量有限；另外,節(jié)點(diǎn)通常在危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行作業(yè),通過(guò)人工更換電池來(lái)延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)的壽命是不切實(shí)際的。因此,如何高效地利用節(jié)點(diǎn)有限的能量是目前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。當(dāng)前關(guān)于節(jié)點(diǎn)的節(jié)能機(jī)制大致有優(yōu)化節(jié)點(diǎn)的無(wú)線通信模塊,數(shù)據(jù)處理,睡眠機(jī)制,高效路由技術(shù)和充電技術(shù)。本文深入的研究了WSN節(jié)點(diǎn)通過(guò)高效的路由技術(shù)提高節(jié)點(diǎn)能量的利用率,其主要包括提出了基于匯聚節(jié)點(diǎn)的WSN高效節(jié)能路由技術(shù)和基于分簇的WSN動(dòng)態(tài)的節(jié)能路由技術(shù)二大部分內(nèi)容。在傳統(tǒng)的WSN引入移動(dòng)sink收集數(shù)據(jù)可以有效的解決網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的“能量空洞”問(wèn)題,從而達(dá)到延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命的目的,但是會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)延時(shí)。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,本文對(duì)規(guī)模較小的WSN的節(jié)能路由技術(shù)進(jìn)行了較深入的研究,并提出了在WSN中采用靜止sink和移動(dòng)sink同時(shí)收集數(shù)據(jù)的路由技術(shù),此路由技術(shù)可以有效地應(yīng)用于規(guī)模較小的WSN中,其主要內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：1)采用積分的方式估算每輪網(wǎng)絡(luò)中消耗的總能量；2)在每輪網(wǎng)絡(luò)中消耗的總能量最小的情況下,通過(guò)數(shù)學(xué)分析求出靜止sink和移動(dòng)sink各自負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)的區(qū)域；3)利用MATLAB仿真軟件進(jìn)行仿真,證明此路由方案的數(shù)學(xué)分析是否正確；4)為評(píng)估此路由技術(shù)所得到的網(wǎng)絡(luò)性能,將其與其他幾種簡(jiǎn)單的路由機(jī)制比較。仿真結(jié)果表明,本文所提出的路由技術(shù)機(jī)制不僅能提高網(wǎng)絡(luò)生存周期,同時(shí)減少網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延。為了使路由技術(shù)能夠應(yīng)用于中大型的WSN,同時(shí),網(wǎng)絡(luò)具有更好的擴(kuò)展性,本文建設(shè)性地提出了另一種路由技術(shù),稱為基于分簇的WSN動(dòng)態(tài)的節(jié)能路由技術(shù)DSERT。此方案包括3個(gè)步驟：1)基于部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域的節(jié)點(diǎn)總數(shù)對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分簇；2)采用模糊邏輯推理系統(tǒng)選取每個(gè)簇的簇頭,模糊邏輯推理系統(tǒng)的輸入變量有節(jié)點(diǎn)的剩余能量和節(jié)點(diǎn)到簇重心的距離,輸出變量則是節(jié)點(diǎn)被選為簇頭的概率；3)優(yōu)化移動(dòng)sink的移動(dòng)路徑,使移動(dòng)sink的移動(dòng)路徑是平滑的。本文將其與MSEERP策略、TTDD策略進(jìn)行了仿真比較。仿真結(jié)果表明,DSERT方案比它們具有更長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)生存周期,同時(shí),DSERT更加貼近實(shí)際應(yīng)用環(huán)境；此外,DSERT將會(huì)有更好的可擴(kuò)展性。本文通過(guò)數(shù)學(xué)分析和MATLAB仿真相結(jié)合的方法研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)能路由技術(shù),這些研究成果將為節(jié)能路由技術(shù)的應(yīng)用具有重要的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 路由技術(shù) 分簇算法 平滑路徑 網(wǎng)絡(luò)壽命
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述10-16
• 1.1.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和前景10-11
• 1.1.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)11-12
• 1.1.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)缺點(diǎn)12-14
• 1.1.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域14-16
• 1.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)節(jié)能技術(shù)16-17
• 1.3 課題的研究現(xiàn)狀以及研究意義17-18
• 1.4 本文的主要工作及組織結(jié)構(gòu)18-20
• 第二章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)概述20-27
• 2.1 基于分簇的體系結(jié)構(gòu)的路由技術(shù)20-22
• 2.1.1 基本結(jié)構(gòu)的概述20-21
• 2.1.2 研究現(xiàn)狀21-22
• 2.2 基于sink的路由技術(shù)的研究現(xiàn)狀22-25
• 2.2.1 靜止匯聚節(jié)點(diǎn)的路由技術(shù)22-23
• 2.2.2 移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)的路由技術(shù)23-25
• 2.3 路由技術(shù)的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)25-26
• 2.4 存在的不足26-27
• 第三章 一種基于匯聚節(jié)點(diǎn)的WSN高效節(jié)能路由方案27-35
• 3.1 引言27
• 3.2 模型介紹27-29
• 3.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型27-28
• 3.2.2 能量模型28-29
• 3.2.3 基本定義29
• 3.3 數(shù)學(xué)分析29-31
• 3.4 仿真結(jié)果及其性能分析31-34
• 3.4.1 仿真參數(shù)設(shè)置31-32
• 3.4.2 實(shí)驗(yàn)仿真與分析32-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 第四章 基于分簇的WSN節(jié)能路由算法35-48
• 4.1 引言35
• 4.2 問(wèn)題描述35-37
• 4.3 DSERT節(jié)能路由算法37-43
• 4.3.1 網(wǎng)絡(luò)的劃分機(jī)制37-38
• 4.3.2 簇頭的選取原則38-40
• 4.3.3 路徑的優(yōu)化40-43
• 4.4 路由性能仿真及分析43-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 第五章 總結(jié)與展望48-50
• 5.1 研究工作總結(jié)48
• 5.2 工作展望48-50
• 參考文獻(xiàn)50-56
• 致謝56-57
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文情況57

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