本文選題：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) + 拓撲控制�。� 參考：《沈陽理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是集信息采集、傳輸以及處理于一體的智能信息管理系統(tǒng),應(yīng)用前景廣闊,是目前比較活躍的一個領(lǐng)域。WSN是一種由大量微傳感器節(jié)點組成的自組織網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)組織方式通常多種多樣,為提高路由協(xié)議效率、降低網(wǎng)絡(luò)能耗,以延長網(wǎng)絡(luò)生存周期,需要有一個良好的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。拓撲控制作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中的核心問題,能夠為數(shù)據(jù)融合、路由協(xié)議以及目標定位等提供技術(shù)支撐�；诜执貦C制的拓撲控制算法是目前常用的一類拓撲控制算法。本文在對現(xiàn)有分簇算法進行分析的基礎(chǔ)上,著重研究了非均勻分簇算法,并針對非均勻分簇算法中存在的不足,設(shè)計了一種基于非均勻分簇的拓撲控制算法LEUC,主要成果如下:首先,針對現(xiàn)有非均勻分簇算法在分簇過程中未考慮剩余能量、節(jié)點密度等因素而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)能耗不均、網(wǎng)絡(luò)生存周期縮短的問題設(shè)計了LEUC算法,該算法在選舉候選簇首時,引入節(jié)點的剩余能量,使剩余能量大的節(jié)點成為候選簇首的概率增大;在計算競爭半徑時,引入節(jié)點密度,使節(jié)點密集的區(qū)域形成規(guī)模較小的簇,而稀疏區(qū)域則形成大簇;為避免簇內(nèi)偏遠節(jié)點與簇首通信時能耗過大,在正式簇首產(chǎn)生之前,通過判斷簇首節(jié)點與簇質(zhì)心之間的距離,以決定是否需要重新選舉簇首,從而降低節(jié)點能耗,均衡網(wǎng)絡(luò)能耗,延長網(wǎng)絡(luò)生存周期。其次,針對現(xiàn)有簇間通信機制中簇首間單跳距離過長,造成遠距離傳輸數(shù)據(jù)能耗過大的問題,本文設(shè)計了簇間多跳通信策略,即在簇內(nèi)選舉一個簇首助理節(jié)點作為中繼節(jié)點,簇間利用中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā),以避免簇首節(jié)點能耗過大;同時,在選擇下一跳中繼節(jié)點時,綜合考慮距離、剩余能量、鏈路代價因素,以避免單個節(jié)點能耗較大,從而延長網(wǎng)絡(luò)生存周期。最后,利用OPNET仿真工具對本文提出的LEUC算法進行了仿真測試,測試結(jié)果表明,與LEACH、EEUC算法相比較,LEUC算法能夠有效均衡網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能耗,延長網(wǎng)絡(luò)生存周期。
[Abstract]:Wireless Sensor Network (WSN) is an intelligent information management system which integrates information collection, transmission and processing. It has a broad application prospect. WSN is an active field. WSN is a self-organized network composed of a large number of micro-sensor nodes.In order to improve the efficiency of routing protocols, reduce network energy consumption and prolong the network lifetime, a good network topology is needed.Topology control, as the core problem in wireless sensor network research, can provide technical support for data fusion, routing protocol and target location.The topology control algorithm based on clustering mechanism is a kind of commonly used topology control algorithm.Based on the analysis of the existing clustering algorithms, this paper focuses on the non-uniform clustering algorithm, and aims at the shortcomings of the non-uniform clustering algorithm.In this paper, a topology control algorithm based on non-uniform clustering is designed. The main results are as follows: firstly, the existing non-uniform clustering algorithms do not consider the remaining energy, node density and other factors which lead to uneven network energy consumption.LEUC algorithm is designed to shorten the lifetime of the network. When the candidate cluster head is elected, the residual energy of the node is introduced to increase the probability that the node with large residual energy becomes the candidate cluster head, and the node density is introduced when calculating the competition radius.In order to avoid the energy consumption of communication between remote nodes and cluster heads, the distance between cluster head node and cluster centroid is judged before the formal cluster head is produced.In order to decide whether the cluster head needs to be re-elected, the node energy consumption is reduced, the network energy consumption is balanced, and the network lifetime is prolonged.Secondly, aiming at the problem that the single hop distance between cluster heads is too long, which results in too much energy consumption for long-distance data transmission, a multi-hop communication strategy is designed in this paper, in which a cluster head assistant node is elected as a relay node in the cluster.In order to avoid the excessive energy consumption of the cluster head node, the distance, residual energy and link cost factors are considered in the selection of the next hop relay node, so as to avoid the high energy consumption of a single node.Thus prolongs the network life cycle.Finally, the OPNET simulation tool is used to simulate the proposed LEUC algorithm. The test results show that compared with the Leech EEUC algorithm, the proposed algorithm can effectively equalize the energy consumption of the network nodes and prolong the network lifetime.
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5

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本文編號：1766944