文档介绍：浙江大学
硕士学位论文
无线传感器网络分簇式路由协议的研究和设计
姓名:莫霄雁
申请学位级别:硕士
专业:信息与通信工程
指导教师:金向东
20060501
摘要路由协议——樽魑Q芯慷韵螅治隽薒协议的不足并提出自己的改进思路。原在研究榈幕∩希疚奶岢隽艘恢中碌姆执厥铰酚伤惴ㄒ欢嗵允视Ψ执芈酚传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步,推动了具有现代意义的无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络是由大量的传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络区域中的信息并发送给观察者。无线传感器网络具有组网快捷、灵活等诸多优点,具有很高的研究价值和十分广阔的应用前景,引起了学术界和工业界的高度重视。本文首先对无线传感器网络的概念、体系结构、特点以及关键技术做了简要介绍;然后对现有的各种无线传感器网络的路由协议做了对比研究,归纳出传感器网络路由协议的特点、设计要求和性能指标。本文主要研究无线传感器网络的分簇式路由协议的设计。作者有针对性地选择了典型的分簇式有的椴捎么赝方诘闼婊∪〉姆绞剑慕蟮腖协议以节点剩余能量的多少为主要依据来选择簇头节点,仿真结果显示改进后的惴ㄔ谛阅苌嫌兴岣摺算法。该算法将自适应成簇技术与多跳通信方式相结合,节点根据本地信息独立地决定成为簇头节点或成员节点,簇类覆盖的区域大小限制在一定范围内,所有的簇头节点组织成一棵路由树,采用多跳通信方式向基站传输数据。仿真结果显示该算法能有效地延长网络寿命,节省网络能耗,实现网络负载平衡。。在分析星型结构、网状结构和簇树结构这三种网络拓扑结构基础上,提出了与分簇式路由协议相应的簇树网络组网方案。关键词:无线传感器网络,分簇式路由协议,琈缡倜
產甌甌瑃甒篧,,,.,.,.甌瓼....
⒄估泛脱芯肯肿尸,这个工作在当今信息技术飞速发展的时代,随着无线通信、集成电路、传感器以及微机电系统,燃际醯姆⒄梗贫说统杀尽⒌凸摹⒍喙δ艿奈型无线传感器的快速发展。这些传感器在微小体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能。本文所要讨论的无线传感器网络琖褪怯刹渴鹪诩嗖馇内的大量的廉价微型传感器节点组成,通过光线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统,其日的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了传感器网络的三个要素。传感器网络、塑料电子学和仿生人体器官又被称为全球未来的三大高科技产业“。传感器网络的研究起步于世纪年代末。从世纪开始,传感器网络引起了学术界、军界和工业界的极大关注,美国和欧洲相继启动了许多关于无线传感器网络的研究计划。特别是美国通过国家自然基金委、国防部等多种渠道投入巨资支持传感器网络技术的研究。无线传感器卿络最早来源于军事领域。年,美国国防高级研究项目署手丝内基一梅隆大学成立了分布式无线传感器网络工作组组专门研究以无线传感器网络为基础的军事监视系统。但是由于当时技术条件的限制,研究和应用的范围十分有限。近十年中,随着技术水平的大规模提高,无线传感器网络的应用条件越来越成熟,因而当前对无线传感器网络的研究与开发已成为信息领域的一个热点。现在比较大的一些研究项目包括:加州大学洛杉矶分校的网络脚。几乎涵盖了从信号处理到网络协议的所有研究;麻省理工大学的钅砍觥@媒诘惴执厮惴ɡ淳×拷档湍芎模杭又荽笱Р死中5腜项目脚,专注于信道选择,冲突避免的媒介访问层椤;褂衅渌诙嗟难芯肯钅咳鏣“.等。在民用领域,美国交通部年提出了“国家智能交通系统项目规划”,预计到年全面投入使用。该计划试图有效集成先进的信息技术、数据通信技术、传感器技术、控制技术及计算机处理技术并运用于整个地面交通管理,建立一个大范围全方位的实时高效的综合交通运输管理系统。
悃◆,无线传感器网络系统通常包括传感器节点汇聚节点腿挝窆芾斫诘恪4罅看ǜ衅鹘诘闼婊渴鹪诩嗖馇内部或附近,能够通过自组织方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输,在传输过程中检测数据可能被多个节点处理,经过多跳后路由到汇聚节点,最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理,发布监测任务以及收集监测数据脚。.;:~∞瓣簟联黯獠骧墓用户图ǜ衅魍缣逑到峁传感器节点通常是一个微型的嵌入式系统,它的处理能力、存储能力和通信能力相对较弱,通过携带能量有限的电池供电。从网络功能来看。