本文關(guān)鍵詞：異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量均衡路由協(xié)議研究

  更多相關(guān)文章： 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) SEP協(xié)議 能量消耗率 傳輸時延 多跳

【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是由隨機(jī)散布于監(jiān)測區(qū)域的大量傳感器自組織形成的網(wǎng)絡(luò),融合了多種科學(xué)技術(shù),是一門具備綜合性能優(yōu)勢的學(xué)科。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在各領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用,科研人員展開了對WSN技術(shù)的深入研究,主要集中于對數(shù)據(jù)融合、路由協(xié)議、節(jié)能控制及時間同步等關(guān)鍵技術(shù)的研究。傳感器因采用自帶電池供電,其體積小、能量有限,且一般部署于人跡罕至、環(huán)境惡劣的區(qū)域,能量無法得到無限供應(yīng),因此減少網(wǎng)絡(luò)能量的消耗是提高網(wǎng)絡(luò)性能的一個重要因素。在WSN技術(shù)的某些應(yīng)用中,需要對監(jiān)測的音頻、視頻等數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時傳輸,因此較少的傳輸時延、增強(qiáng)對目標(biāo)監(jiān)測的實(shí)時性也是WSN的研究重點(diǎn)�；跓o線傳感器網(wǎng)絡(luò)初始能量異構(gòu),對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)典路由協(xié)議——穩(wěn)定選舉協(xié)議(SEP)進(jìn)行了研究,SEP協(xié)議中不同初始能量節(jié)點(diǎn)的簇首選舉算法也不盡相同。針對WSN能量的有限性,為提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性,使節(jié)點(diǎn)趨于同時死亡,設(shè)計了一種改進(jìn)的分簇算法——EE-SEP協(xié)議。該算法采用綜合考慮節(jié)點(diǎn)剩余能量和能量消耗率(energy consumption rate——ECR)的簇首選舉機(jī)制,將這個兩個參數(shù)引入節(jié)點(diǎn)閾值的計算公式,使剩余能量較多和ECR較小的節(jié)點(diǎn)計算的閾值更大,更容易滿足成為簇首的要求,避免能量過低的節(jié)點(diǎn)承擔(dān)更多網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,從而均衡節(jié)點(diǎn)間的能耗。另外,為緩解穩(wěn)定通信階段能量消耗不均衡的情況,同時減少節(jié)點(diǎn)間的傳輸時延,對簇間的通信方式進(jìn)行了改進(jìn),在路由中采用多跳傳輸?shù)姆绞?建立基于傳輸時延和節(jié)點(diǎn)剩余能量的最優(yōu)路徑,改進(jìn)協(xié)議——EED-SEP是采用Dijkstra算法原理,選擇傳輸時延較小、剩余能量較多的節(jié)點(diǎn)作為下一跳傳輸節(jié)點(diǎn)。MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)表明,EE-SEP協(xié)議和SEP協(xié)議以及REMCA協(xié)議相比,節(jié)點(diǎn)存活率明顯得以提高,網(wǎng)絡(luò)能耗大大減少,第一個節(jié)點(diǎn)死亡輪數(shù)分別延遲了207%、66%,半數(shù)節(jié)點(diǎn)死亡的輪數(shù)延遲了168%、53%,最后一個節(jié)點(diǎn)死亡的輪數(shù)分別延遲了38%,103%,有效延長了網(wǎng)絡(luò)的生存時間;EED-SEP協(xié)議在穩(wěn)定通信階段采用基于傳輸時延和剩余能量的多跳傳輸機(jī)制,有效減少了網(wǎng)絡(luò)時延,節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)的總能量,延長了網(wǎng)絡(luò)的壽命,提升了網(wǎng)絡(luò)性能。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) SEP協(xié)議 能量消耗率 傳輸時延 多跳
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡述9-13
• 1.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)9
• 1.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)9-11
• 1.1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧11-12
• 1.1.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)12-13
• 1.2 課題研究背景13-14
• 1.3 課題研究意義14-15
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.5 課題研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排17-18
• 1.5.1 課題研究內(nèi)容17
• 1.5.2 論文結(jié)構(gòu)安排17-18
• 1.6 本章小結(jié)18-19
• 第2章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議概述19-27
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議簡述19-20
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議分類20-26
• 2.2.1 平面路由協(xié)議20-23
• 2.2.2 分層路由協(xié)議23-26
• 2.3 典型路由協(xié)議比較26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 異構(gòu)無線傳感器路由協(xié)議研究27-39
• 3.1 異構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述27-28
• 3.2 SEP路由協(xié)議分析28-30
• 3.2.1 二級異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型28
• 3.2.2 SEP路由算法描述28-30
• 3.2.3 SEP路由算法優(yōu)缺點(diǎn)30
• 3.3 基于剩余能量和ECR的SEP改進(jìn)算法30-34
• 3.3.1 網(wǎng)絡(luò)模型30
• 3.3.2 簇首選舉改進(jìn)算法30-32
• 3.3.3 算法流程32-34
• 3.4 仿真實(shí)驗(yàn)34-38
• 3.4.1 能耗模型34-35
• 3.4.2 網(wǎng)絡(luò)性能評價標(biāo)準(zhǔn)35
• 3.4.3 實(shí)驗(yàn)參數(shù)35-36
• 3.4.4 性能分析36-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 基于Dijkstra算法的簇間通信改進(jìn)39-46
• 4.1 Dijkstra算法原理39-40
• 4.2 簇間通信路由優(yōu)化40-42
• 4.3 仿真實(shí)驗(yàn)及性能分析42-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第5章 總結(jié)與展望46-48
• 5.1 總結(jié)46-47
• 5.2 展望47-48
• 參考文獻(xiàn)48-51
• 致謝51-52
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文及參與科研項(xiàng)目52

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本文編號：1106863