文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
无线传感器网络路由协议设计中能效机制的研究
姓名:陈俊
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息
指导教师:朱光喜
2011
华中科技大学硕士学位论文
摘要
近年来,由于微型制造技术、通讯技术及电池技术的迅猛发展, 使得小体积、
低成本、低能耗的各种电子器件的实现成为了可能。于是微小的、具有感应能力和
无线通讯及处理信息能力的传感器,以及由其而组成的无线传感网络应运而生,并
在军用和民用等各个领域得到了广泛的运用。无线传感器网络是由一些具有相互通
信能力的传感器节点组成,这些传感器节点分布在一定的被监控区域内。对于当前
无线传感网络的研究,主要有以下几个方面:网络的可延拓性、健壮性、能耗,以
及QoS的研究(包括数据传输时延,准确性等等)。
在对无线传感网络中的能耗研究中,部分研究者专注于改善传感器的硬件结
构,来降低它的能耗。而多数学者是专注于传感器网络的路由协议的设计,通过选
择最佳的传输路径,使得数据在节点向基站的传输过程中,获得更低能耗,从而得
整个无线传感网络中的有限能量资源得到充分的利用,同时也使得传感器网络的使
用寿命得到最大的延长。
鉴于这种针对路由协议的优化,来有效降低无线传感网络中能耗的问题,本课
题将基于已知的唤醒协议算法,提出一种全新的传感网络的路由协议。此外,我们
设计了一个全新的时序安排算法。该算法在有效降低数据传输时延的上界的同时,
能够兼容唤醒协议算法的所有优点:降低无线传感网络中的传输延时,使得其网络
寿命得到最大的延长。
唤醒协议算法是基于传感器节点和其临近节点的相对距离以及其与基站之间的
距离来实现的。该算法的可行性通过The One Simulator来仿真实现。具体而言,我
们将在最后算法协议的性能评估中,选取三个经典的无线传感网络路由协议:
LEACH, Muti-Parent, Direct Routing 等唤醒时序安排算法与其进行仿真对比及结果
展示。通过仿真,我们可以发现,在保证QoS的前提下,该算法能够有效降低无线
传感网络中的能耗,从而达到更加有效延长传感器网络的寿命的效果。

关键字:无线传感器网络、能量消耗、能效、唤醒时序安排、QoS
I
华中科技大学硕士学位论文
ABSTRACT
Due to recent advances in microelectronics, the development of low cost, small, and
energy efficient devices becames possible. Those advances led to the birth of the Wireless
works (WSNs). WSNs consist of a large set of sensor nodes equipped with
communication capabilities, scattered in the area to monitor. Researchers focus on several
aspects of WSNs. Such aspects include the quality of service the WSNs provides (data
delivery delay, accuracy of data, etc…), the scalability of work to contain thousands
of sensor nodes, the robustness of work (allowing work to work even if a
certain percentage of nodes fails), and making the energy consumption in work as
low as possible to prolong work’s lifetime.
As regarding of the research on energy efficiency in Wireless working,
some of current proposals focus on modifying the internal sensor node’s hardware . Other
techniques focus on building routing protocols that will utilize the least possible amount of
power when