【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)是由若干個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)組成的無線多跳網(wǎng)絡(luò),它是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。在傳統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)可用的電池容量很有限,需要頻繁更換節(jié)點(diǎn)的電池,這給WSN的大規(guī)模應(yīng)用帶來困難。能量捕獲無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Energy Harvesting Wireless Sensor Network,EH-WSN)提供了一種有效突破能量供應(yīng)瓶頸的方案。與傳統(tǒng)的WSN相同,如何將數(shù)據(jù)穩(wěn)定高效地從源節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)侥康墓?jié)點(diǎn)是EH-WSN的主要任務(wù)。本文研究三維EH-WSN的路由策略,主要的研究工作與創(chuàng)新總結(jié)如下:1.利用能量捕獲技術(shù)可以給傳感器節(jié)點(diǎn)補(bǔ)充電能達(dá)到延長WSN節(jié)點(diǎn)工作時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)生命周期的特點(diǎn),提出適用于EH-WSN的三維地理機(jī)會(huì)路由(Three-dimensional Geographic Opportunistic Routing,TDGOR)。TDGOR將傳感器網(wǎng)絡(luò)空間劃分為多個(gè)立方體區(qū)域,先在最大通信半徑內(nèi)的路由候選域中選定其中一個(gè)作為轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域,再結(jié)合轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域內(nèi)候選節(jié)點(diǎn)的剩余能量和歷史傳遞成功率,產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。在生成轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)之后,再從所生成的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)所在域的相鄰接候選域中產(chǎn)生下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。重復(fù)下去直到目的域的信宿節(jié)點(diǎn)。同時(shí),本文提出了路由空洞應(yīng)對(duì)算法。仿真結(jié)果表明,與傳統(tǒng)無線傳感網(wǎng)的機(jī)會(huì)路由算法OR,EAOR相比,TDGOR有更高的數(shù)據(jù)傳輸成功率和吞吐率,它較好地平衡了各節(jié)點(diǎn)之間的能耗,并降低了數(shù)據(jù)從端到端的平均時(shí)延。2.對(duì)TDGOR中涉及的參數(shù)設(shè)定不同值進(jìn)行仿真,比較參數(shù)值比例不同對(duì)TDGOR路由性能產(chǎn)生的影響,例如數(shù)據(jù)包到達(dá)率、端到端平均時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量消耗的均衡性等。最后得到一組較優(yōu)的參數(shù)值。在優(yōu)化參數(shù)值的基礎(chǔ)上,根據(jù)TDGOR應(yīng)用于不同場景的性能不足,對(duì)之進(jìn)行改進(jìn),提出改進(jìn)算法TDGOR-P。同時(shí)建立了一種關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)域的可用節(jié)點(diǎn)隊(duì)列緩存機(jī)制,使用指派節(jié)點(diǎn)的方式減少了頻繁使用控制包帶來的開銷。仿真結(jié)果表明,對(duì)于持續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)間較長的情況,TDGOR-P相比TDGOR有著更長的網(wǎng)絡(luò)生命周期,保持較高的數(shù)據(jù)包發(fā)送成功率,更好地維持了傳感器網(wǎng)絡(luò)的能耗均衡性。另外,在節(jié)點(diǎn)數(shù)量較大密度較高的情況下,TDGOR-P相比TDGOR有更高的數(shù)據(jù)包傳遞成功率和更均衡的節(jié)點(diǎn)能耗。本文所提出的TDGOR和TDGOR-P路由方案,在延長網(wǎng)絡(luò)生命周期,增加網(wǎng)絡(luò)吞吐量,降低數(shù)據(jù)端到端的平均時(shí)延與均衡節(jié)點(diǎn)能耗上有著重要的理論及應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【圖文】：

圖 4-6 數(shù)據(jù)包累計(jì)成功發(fā)送數(shù)與累計(jì)發(fā)送時(shí)間的關(guān)系igure 4-6. The impact of packet transmission time on the successful deliv-6 表示的在傳感器網(wǎng)絡(luò)持續(xù)工作相同時(shí)間的情況下，兩種路由的數(shù)據(jù)包數(shù)量。從柱狀圖的增長趨勢(shì)上看，TDGOR-P 算法在累

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9 鄭晗

本文編號(hào)：2767347