在網絡中的無線傳感器節(jié)點的處理能力，存儲容量、能源資源有限，使網絡的拓撲結構，能源使用效率的問題成為制約無線傳感器網絡發(fā)展的瓶頸問題。如何獲得一個合理的網絡拓撲結構、減少節(jié)點能量消耗儼然成為無線傳感網絡技術中的研究熱點。現(xiàn)有的無線傳感器網絡分簇方案還存在許多問題，本文旨在從網絡的拓撲結構、簇內均勻度以及網絡的生命周期這三個方面開展分簇方案的研究，在原HEED方案的基礎之上提出了一個負載均衡、能量低且分簇均勻的分簇方案HEED-F（HEED Fuzzy）。方案主要進行了如下幾個方面的改進：（1）在分簇過程中，綜合考慮節(jié)點的自身剩余能量、周圍鄰居節(jié)點個數、平均距離三個因素，構建模糊邏輯控制模型，用該模型計算節(jié)點的通信代價，將其作為HEED算法中簇頭選擇的次參數；（2）簇內優(yōu)化：對一次分簇后得到的各子簇進行簇頭優(yōu)化，即選擇一個通信代價最低的節(jié)點作為最終簇頭；（3）多級分簇：對選出的簇頭進行二次分簇后，根據能量最大準則動態(tài)選出代理的最終二級簇頭，一級簇頭通過單跳或多跳的方式將數據發(fā)送給代理二級簇頭，并最終由二級簇頭轉發(fā)給sink節(jié)點，從而既降低了數據傳輸能耗，又延長了網絡生命周期。最后，在MA... 

【文章來源】：南京郵電大學江蘇省

【文章頁數】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
    1.3 本文內容結構安排
第二章 無線傳感器網絡路由協(xié)議與應用分析
    2.1 路由協(xié)議分析
    2.2 拓撲結構控制技術
    2.3 分簇的特性與目標
        2.3.1 分簇的特性
        2.3.2 分簇的目標
    2.4 無線傳感器網絡典型分簇方案
        2.4.1 LEACH
        2.4.2 HEED
        2.4.3 CHEF
        2.4.4 HEED-NPF
    2.5 無線傳感網絡的應用分析
    2.6 本章小結
第三章 隸屬度函數與模糊邏輯控制方案研究
    3.1 隸屬度函數
        3.1.1 常用隸屬度函數的確定方法
        3.1.2 常用的隸屬度函數
    3.2 模糊邏輯控制理論
        3.2.1 模糊邏輯控制理論的特點
        3.2.2 模糊邏輯控制的發(fā)展與應用
        3.2.3 模糊集合的定義和模糊邏輯控制器的模型
    3.3 模糊邏輯控制器的實現(xiàn)
        3.3.1 精確輸入量的模糊化
        3.3.2 模糊規(guī)則的設計和推理
        3.3.3 精確輸出量的解模糊判決
    3.4 本章小結
第四章 基于模糊邏輯理論的 HEED 分簇方案的改進
    4.1 HEED-F 相關模型與參數的設定
        4.1.1 能量消耗模型設定
        4.1.2 網絡模型設定
        4.1.3 相關參數設定
    4.2 HEED-F 分簇路由協(xié)議
    4.3 HEED-F 中的成簇算法
        4.3.1 基于模糊邏輯的分簇
        4.3.2 多級分簇與簇內優(yōu)化
    4.4 HEED-F 算法實現(xiàn)過程
        4.4.1 算法實現(xiàn)流程圖
        4.4.2 算法的核心代碼解析
    4.5 本章小結
第五章 HEED-F 分簇方案的實現(xiàn)與結果分析
    5.1 仿真環(huán)境與主要內容
        5.1.1 仿真環(huán)境
        5.1.2 仿真內容
    5.2 分簇均勻度分析
        5.2.1 子簇內部均勻度
        5.2.2 子簇的大小分布
        5.2.3 節(jié)點競選為簇頭的頻率
    5.3 網絡生存周期分析
        5.3.1 節(jié)點死亡情況分析
        5.3.2 網絡總能耗分析
    5.4 多級分簇結果分析
    5.5 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 本文總結
    6.2 未來工作展望
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]無線傳感器網絡模糊邏輯分簇路由協(xié)議[J]. 閆會芹,何加銘,鄭紫微,曾興斌.  無線電通信技術. 2013(06)
[2]一種LEACH協(xié)議的多級分簇改進算法[J]. 羅冰,黃玉清.  計算機工程. 2013(06)
[3]隸屬函數的確定及應用[J]. 劉小艷,劉欣宇,王梅.  電腦知識與技術. 2010(31)
[4]新的無線傳感器網絡分簇算法[J]. 胡靜,沈連豐,宋鐵成,任德盛.  通信學報. 2008(07)
[5]無線傳感器網絡分簇路由協(xié)議[J]. 沈波,張世永,鐘亦平.  軟件學報. 2006(07)

碩士論文
[1]無線傳感器網絡LEACH協(xié)議的算法改進[D]. 李天池.山東大學 2012
[2]無線傳感網絡路由算法的研究[D]. 萬東.浙江大學 2006



本文編號：3186736