本文關(guān)鍵詞：WSN中跨應用層設(shè)計的數(shù)據(jù)查詢路由方法研究　出處：《青島科技大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種通過隨機部署大量的傳感器節(jié)點,來獲取用戶需求信息的無線局域網(wǎng),近幾年來得到了廣泛應用。由于傳感器節(jié)點體積小,只能使用微型電池進行供能,但是微型電池能量有限,一旦用完無法進行更換。傳感器節(jié)點的能源問題嚴重阻礙著傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,怎樣減少能耗成為了傳感器網(wǎng)絡(luò)中的首要解決的問題。因此,在設(shè)計無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由算法時,高效率低能耗路由算法對延長節(jié)點的生命周期是十分重要。目前路由算法的研究基本都集中在平面網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議和分層網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議這兩大類中,在網(wǎng)絡(luò)層單獨設(shè)計路由算法,沒有考慮層與層之間的信息交換,致使低能耗的路由算法在實際應用中效率低下,能量的消耗并沒有理想中的那么低。本論文研究和實現(xiàn)了一種跨應用層設(shè)計的基于應用層路由表的數(shù)據(jù)查詢路由,基于跨層提高效率的思路,在原有的分層模型上將應用層條件和網(wǎng)絡(luò)層路由表進行融合處理,設(shè)計出一種應用層路由表,使得網(wǎng)絡(luò)層可以直接使用用戶信息,能夠提高路由效率。本文立足于無線傳感器的特性,對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法做了以下幾點主要研究:(1)介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議棧、應用和所面臨的問題以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。(2)對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)查詢進行了詳細的研究。重點介紹了兩種查詢語言和查詢算法中的聚集查詢、top-k查詢,并對分析了這些算法和查詢語言的優(yōu)缺點。(3)研究了幾種路由查詢算法,對路由算法中的基于平面路由協(xié)議的泛洪式協(xié)議和DD協(xié)議以及基于分層路由協(xié)議的Leach協(xié)議進行了詳細的介紹,同時對這幾個協(xié)議的優(yōu)缺點也進行了分析和總結(jié)。(4)根據(jù)現(xiàn)存DD路由算法的缺點,提出了一種基于應用層路由表的定向擴散算法。傳感器節(jié)點在接收到用戶查詢條件時,將提出的查詢條件分解成多個子條件,并且和當前的興趣消息一起存入到傳感器節(jié)點的興趣列表中。在梯度建立階段,將數(shù)據(jù)消息按照查詢分解的樣式也分解成多個子數(shù)據(jù),并將子數(shù)據(jù)和興趣列表中的子興趣進行對比,符合條件則進行數(shù)據(jù)傳輸,并且創(chuàng)建子興趣路由表。當用戶在下次進行路由查詢時可以將應用層的子興趣路由表和網(wǎng)絡(luò)層的路由表進行匹配,快速查找出較為高效的路徑,縮小查詢范圍,提高路由效率。根據(jù)現(xiàn)存的LEACH路由算法隨機選擇簇頭的缺點,對簇頭選擇公式進行優(yōu)化,并結(jié)合應用層路由表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)信息,降低了低能量節(jié)點成為簇頭的概率,使能量消耗更加均衡。最后對改進的路由算法進行了仿真測試,實驗證明,基于應用層信息表的路由算法節(jié)省了能量消耗,在一定程度上延長了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期。
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP212.9;TN929.5

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