發(fā)布時間：2018-04-22 01:26

  本文選題：無線傳感網(wǎng) + 路由算法��； 參考：《揚(yáng)州大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著無線通信技術(shù)、低功耗傳感器技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的快速發(fā)展,無線傳感網(wǎng)成為一種全方位采集感應(yīng)信息和處理數(shù)據(jù)的技術(shù),它正在影響和改變我們的生活。在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)部署大量微型廉價的傳感器節(jié)點,節(jié)點通過無線通信的方式構(gòu)建一個自組織的無線傳感網(wǎng)。每個節(jié)點都可以轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù),實現(xiàn)節(jié)點之間的相互通信。在現(xiàn)實應(yīng)用場景中傳感器節(jié)點的電池更換非常困難,因此均衡節(jié)點能量消耗,延長整個網(wǎng)絡(luò)壽命,使其長時間穩(wěn)定的工作是設(shè)計無線傳感網(wǎng)節(jié)能路由算法的關(guān)鍵點。在傳統(tǒng)靜態(tài)無線傳感網(wǎng)中,所有節(jié)點一旦被部署完成后就不能改變位置。節(jié)點一般會采取以單跳或者多跳的傳輸方式將數(shù)據(jù)信息傳輸至匯聚節(jié)點。網(wǎng)絡(luò)中與匯聚節(jié)點之間距離較近的節(jié)點還負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)其他節(jié)點數(shù)據(jù)的任務(wù)并造成通信負(fù)擔(dān)過重,進(jìn)而引起這部分節(jié)點過早的耗盡自身能量而死亡,這就是傳感器網(wǎng)絡(luò)中的“能量空洞”問題或“熱節(jié)點”現(xiàn)象。研究人員通過引入移動匯聚節(jié)點的策略來均衡匯聚節(jié)點周圍節(jié)點的能耗,以此來提升整個網(wǎng)絡(luò)的性能。本文針對傳感器網(wǎng)絡(luò)中的層次型節(jié)能路由算法展開研究,均衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的能耗,延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期,主要工作包括:1)介紹了無線傳感網(wǎng)基本概念,并對其特點及關(guān)鍵的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了分析。研究無線傳感網(wǎng)中經(jīng)典的非均勻分簇EEUC(Energy-Efficient Uneven Clustering)路由算法,并分析其優(yōu)點以及缺點。然后,針對EEUC算法中簇頭選舉機(jī)制沒有考慮節(jié)點的剩余能量因素以及數(shù)據(jù)傳輸階段沒有考慮節(jié)點能量開銷的問題,提出改進(jìn)的算法并進(jìn)行仿真實驗的對比分析。2)為了均衡匯聚節(jié)點周圍節(jié)點的能量消耗和通信負(fù)載,我們在網(wǎng)絡(luò)中引入單個移動匯聚節(jié)點的策略。提出了一種基于粒子群算法的層次型節(jié)能路由算法,在算法中采用粒子群算法劃分區(qū)域并提出優(yōu)化選取簇頭策略以及合理規(guī)劃匯聚節(jié)點的移動路徑。仿真實驗表明我們提出的算法可以進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)的整體性能。3)隨著一些應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模不斷擴(kuò)大,移動匯聚節(jié)點通常需要花費(fèi)較長的時間才可以完成一次完整的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集的任務(wù),可能會造成網(wǎng)絡(luò)中較高的數(shù)據(jù)延遲。因此,進(jìn)一步引入多個移動匯聚節(jié)點,并預(yù)先定義其移動路徑,選取最佳逗留位置作為數(shù)據(jù)采集點�？梢杂行p少網(wǎng)絡(luò)的時延,提高數(shù)據(jù)的傳輸效率。
[Abstract]:With the rapid development of wireless communication technology, low-power sensor technology and embedded system technology, wireless sensor network (WSN) has become a kind of omni-directional sensing information and data processing technology, which is affecting and changing our lives. A large number of micro and cheap sensor nodes are deployed in the monitoring area, and the nodes construct a self-organized wireless sensor network through wireless communication. Each node can transmit data and communicate with each other. It is very difficult to replace the battery of sensor nodes in the practical application scenario, so balancing the energy consumption of the sensor nodes, prolonging the network life and making it stable for a long time are the key points in designing the energy-saving routing algorithm for wireless sensor networks. In traditional static wireless sensor networks, all nodes cannot change position once deployed. Nodes usually transmit data to convergent nodes by single-hop or multi-hop transmission. The nodes close to the convergent nodes in the network are also responsible for forwarding data from other nodes and causing excessive communication burden, which results in the premature depletion of their own energy and the death of these nodes. This is the "energy hole" problem or "hot node" phenomenon in sensor networks. In order to improve the performance of the whole network, researchers introduce a mobile convergence node strategy to balance the energy consumption of the nodes around the convergence node. In this paper, the hierarchical energy saving routing algorithm in sensor networks is studied, the energy consumption of nodes in the network is equalized, and the life cycle of the network is prolonged. The main work includes the introduction of the basic concept of wireless sensor network. Its characteristics and key application technologies are analyzed. The classical nonuniform clustering EEUC(Energy-Efficient Uneven clustering routing algorithm in wireless sensor networks is studied, and its advantages and disadvantages are analyzed. Then, the cluster head election mechanism in EEUC algorithm does not consider the residual energy factor of the node and the energy cost of the node is not considered in the data transmission phase. In order to balance the energy consumption and communication load of the nodes around the convergence node, we introduce a single mobile convergence node strategy in the network. A hierarchical energy saving routing algorithm based on particle swarm optimization (PSO) is proposed in this paper. PSO is used to divide the region, to optimize the cluster head selection strategy and to reasonably plan the moving path of the convergent node. Simulation results show that the proposed algorithm can further improve the overall performance of the network. 3) with the expansion of some application networks, Mobile convergence nodes usually take a long time to complete a complete network data acquisition task, which may lead to high data delay in the network. Therefore, a number of mobile convergence nodes are further introduced, and their moving paths are pre-defined, and the optimal location of stay is selected as the data acquisition point. It can effectively reduce the delay of network and improve the efficiency of data transmission.
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP212.9;TN929.5

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本文編號：1784996