無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network,WSN）是由大量廉價(jià)低功耗微型傳感器組成的自組織無(wú)線感知網(wǎng)絡(luò),傳感節(jié)點(diǎn)相互協(xié)作來(lái)完成對(duì)指定區(qū)域的監(jiān)控。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)一般采用能量有限的電池供電,且使用過(guò)程中能量補(bǔ)充難度較大,所以高效利用有限的能量來(lái)延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期成為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的首要目標(biāo)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的能耗主要集中于通信模塊,一個(gè)優(yōu)秀的路由協(xié)議不僅能夠找到數(shù)據(jù)傳送的最短路徑,減少通信消耗,還能夠均衡節(jié)點(diǎn)間的傳輸消耗,避免節(jié)點(diǎn)過(guò)早地死亡和產(chǎn)生空洞等縮短網(wǎng)絡(luò)生命周期的行為。設(shè)計(jì)一個(gè)低功耗路由算法是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)省能量的一個(gè)關(guān)鍵手段。本文根據(jù)相關(guān)研究,針對(duì)傳統(tǒng)分簇算法每輪全局更換簇頭,以及簇頭節(jié)點(diǎn)選擇隨機(jī)性強(qiáng)的缺點(diǎn),結(jié)合分簇算法和基于地理位置算法的優(yōu)點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種根據(jù)節(jié)點(diǎn)位置特性進(jìn)行節(jié)點(diǎn)分化的低功耗路由算法。算法首先分簇,然后計(jì)算每個(gè)簇的質(zhì)心,讓簇中靠近質(zhì)心的節(jié)點(diǎn)擔(dān)任簇頭節(jié)點(diǎn),負(fù)責(zé)對(duì)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集,并對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合操作,而簇中非簇頭節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)傳輸處理后的數(shù)據(jù)。同時(shí),在更換簇頭的問(wèn)題上,讓簇頭節(jié)點(diǎn)的能量低于一定比例時(shí)再更換簇頭,減少了在成... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Matlab的工作界面圖

階段 3 呈現(xiàn)出了增大的趨勢(shì)。5.4 路由算法的性能對(duì)比圖 5.2 為節(jié)點(diǎn)的分布圖，開始時(shí)均為普通節(jié)點(diǎn)，標(biāo)記為小圓圈，如果當(dāng)選簇頭節(jié)點(diǎn)，則小圓圈中填充“*”，當(dāng)選傳輸節(jié)點(diǎn)時(shí)，則小圓圈中填充“+”。在成簇階段，將監(jiān)測(cè)區(qū)域劃分成網(wǎng)格狀，可以看到在圖 5.2 當(dāng)中，簇頭節(jié)點(diǎn)的分布是非常均勻的，簇頭節(jié)點(diǎn)和傳輸節(jié)點(diǎn)在監(jiān)測(cè)區(qū)域的分布，簇頭節(jié)點(diǎn)大致集中于簇的中心區(qū)域，而且每個(gè)簇的傳輸節(jié)點(diǎn)的間隔也很均勻，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大和過(guò)小的問(wèn)題。匯聚節(jié)點(diǎn)位于監(jiān)測(cè)區(qū)域的外部，而且距離監(jiān)測(cè)區(qū)域有一定的距離

圖 5.3 死亡節(jié)點(diǎn)數(shù)量的變化曲線表 5.4 網(wǎng)絡(luò)生存周期對(duì)比首節(jié)點(diǎn)死亡 30%節(jié)點(diǎn)死亡 全部節(jié)點(diǎn)死亡LEACH 608 739 1431EEUC 891 957 988本文算法 1058 1089 1186EEUC 算法在 900 輪左右出現(xiàn)死亡節(jié)點(diǎn)，1000 輪左右全部死亡，EEUC 算法相對(duì)于LEACH 在首節(jié)點(diǎn)和 30%節(jié)點(diǎn)死亡輪數(shù)上有了較大地提高，而本文的算法首節(jié)點(diǎn)的死亡輪數(shù)在 1050 輪左右，全部節(jié)點(diǎn)死亡在 1200 輪左右。所以，無(wú)論是首節(jié)點(diǎn)死亡、30%節(jié)點(diǎn)死亡，本文的算法均優(yōu)于 LEACH 算法和 EEUC 算法，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。在圖 5.3 和表 5.4 中可以看到在三種算法的全部節(jié)點(diǎn)死亡時(shí)，LEACH 算法運(yùn)行的輪數(shù)最多，如果選用全部節(jié)點(diǎn)死亡時(shí)運(yùn)行輪數(shù)作為網(wǎng)絡(luò)生命周期的話，LEACH 算法的表現(xiàn)還是比較亮眼的，但通過(guò)網(wǎng)絡(luò)總能量對(duì)比圖可以看出 LEACH 算法的實(shí)際性能。三種

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于CFSFDP聚類算法的WSN高能效分簇路由算法[J]. 李柳雅,賈宗璞.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2018(03)
[2]基于區(qū)域劃分的WSN非均勻多跳分簇路由算法[J]. 胡源,牛玉剛,鄒媛媛.  控制與決策. 2017(09)
[3]自提名式非均勻分簇路由協(xié)議[J]. 汪振前,趙明,武正江.  小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2017(06)
[4]基于環(huán)的節(jié)點(diǎn)非均勻分布分簇算法[J]. 孫超,彭力,朱雪芳.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2017(06)
[5]多sink環(huán)境下WSN中的能量空洞避免[J]. 黃慧娟,許勇,張海.  計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2017(03)
[6]基于分布式煙花算法的WSN布局優(yōu)化方法[J]. 劉小壘,張小松,蔣義琪,朱清新.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2018(02)
[7]基于非均勻成簇的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)多跳路由算法[J]. 吳標(biāo),崔琛,余劍,易仁杰.  計(jì)算機(jī)科學(xué). 2017(02)
[8]非均勻分簇路由協(xié)議改進(jìn)算法[J]. 王磊,謝彎彎,劉志中,齊俊艷.  計(jì)算機(jī)科學(xué). 2017(02)
[9]WSN中基于鏈路質(zhì)量和節(jié)點(diǎn)能量的AODV路由算法研究[J]. 杜海韜,李強(qiáng),丁廣太,王營(yíng)冠,朱磊基.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(07)
[10]基于能量迭代的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)非均勻分簇路由算法[J]. 李建坡,董子奇.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2017(03)

博士論文
[1]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量均衡路由協(xié)議與節(jié)點(diǎn)定位算法研究[D]. 馬學(xué)森.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[2]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量均衡路由協(xié)議研究[D]. 李戈陽(yáng).武漢大學(xué) 2009

碩士論文
[1]基于模糊控制和最短路徑的LEACH協(xié)議改進(jìn)研究[D]. 劉泳志.湘潭大學(xué) 2017
[2]基于粗糙C-均值聚類的WSN能量均衡路由算法研究[D]. 嚴(yán)靜靜.南京郵電大學(xué) 2016
[3]基于sink的WSN節(jié)能路由技術(shù)研究[D]. 童國(guó)順.廣西大學(xué) 2016
[4]基于粒子群算法的WSN路由分簇算法的研究[D]. 雷秀英.西安電子科技大學(xué) 2015
[5]基于能耗最優(yōu)的靜態(tài)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究[D]. 周萌.安徽工程大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3616954