本文關(guān)鍵詞：基于LEACH協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議改進(jìn)算法

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【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能源問題是現(xiàn)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展緩慢的原因之一,而改善網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議是改進(jìn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要途徑；具體而言,可以提高節(jié)點(diǎn)的計算能力和存活能力,減少節(jié)點(diǎn)能量的損耗,來延長整個網(wǎng)絡(luò)的壽命。目前已經(jīng)有很多學(xué)者從事相關(guān)的研究工作,提出了許多相關(guān)的協(xié)議算法,并取得了一定的進(jìn)展。傳統(tǒng)的LEACH算法每輪都要分簇,而且是在全網(wǎng)范圍內(nèi)選擇簇頭。本文提出的基于LEACH協(xié)議的改進(jìn)算法只進(jìn)行一次分簇,之后的周期中,在每個分好的簇內(nèi)選擇新的簇頭,有效降低了節(jié)點(diǎn)的能源消耗；另外,在簇內(nèi)范圍選擇簇頭時,本文提出的改進(jìn)算法綜合考慮了節(jié)點(diǎn)的剩余能量、節(jié)點(diǎn)密度和節(jié)點(diǎn)與基站之間的距離。本文主要工作如下：(1)選用聚類算法分簇。本文采用迭代自組織數(shù)據(jù)分析算法(ISODATA)對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聚類,將傳感器網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)分成面積不等的若干個簇,分簇完成之后,保持節(jié)點(diǎn)所屬的簇不變,在后期數(shù)據(jù)傳輸過程中不再重復(fù)分簇。傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行一段時間后,在各簇內(nèi)選出某個節(jié)點(diǎn)作為該簇的簇頭。這樣的改進(jìn)不僅減少了傳統(tǒng)LEACH算法每輪簇頭選舉后重新分簇的時間和能量消耗,而且大大降低了節(jié)點(diǎn)等待全網(wǎng)簇頭廣播的時間和處理廣播消息的能量消耗。(2)綜合考慮各方面因素進(jìn)行簇頭選擇。在簇頭選舉過程中,綜合考慮節(jié)點(diǎn)的剩余能量信息、節(jié)點(diǎn)密度和節(jié)點(diǎn)與基站節(jié)點(diǎn)之間的距離,這樣的簇頭選擇策略較傳統(tǒng)的簇頭選擇算法更有效。從而延長了熱點(diǎn)區(qū)域的節(jié)點(diǎn)存活時間,提高了整個網(wǎng)絡(luò)的壽命。(3)借助MATLAB模擬并完成仿真實(shí)驗(yàn)。對比最優(yōu)簇頭率下的LEACH算法和本文提出的改進(jìn)算法。本文提出了的改進(jìn)路由算法,主要改進(jìn)點(diǎn)在于：(1)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)工作期間只進(jìn)行一次分簇,之后的周期中,在每個分好的簇內(nèi)選擇新的簇頭。(2)簇頭選擇時,將節(jié)點(diǎn)的剩余能量信息、節(jié)點(diǎn)密度和節(jié)點(diǎn)與基站節(jié)點(diǎn)之間的距離方面的信息進(jìn)行有機(jī)的整合,選出更優(yōu)的簇頭。通過實(shí)驗(yàn)得出,本文所研究的改進(jìn)算法在各個方面較傳統(tǒng)的LEACH算法都有一定提升。該算法對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究提供了具有一定參考價值的資料,并對繼續(xù)深入研究起到了借鑒作用。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 路由協(xié)議 聚類 LEACH算法
【學(xué)位授予單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN915.04;TP212.9
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 研究背景與意義11-14
• 1.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概述11-12
• 1.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15
• 1.4 文章組織結(jié)構(gòu)15-16
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法16-28
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的概述16
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由算法16-27
• 2.2.1 平面路由算法16-19
• 2.2.2 層次路由算法19-26
• 2.2.3 路由算法的性能比較26-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第三章 基于LEACH協(xié)議的改進(jìn)路由算法28-37
• 3.1 LEACH協(xié)議算法的不足28-29
• 3.2 基于LEACH協(xié)議的改進(jìn)算法29-36
• 3.2.1 改進(jìn)算法的思想29-34
• 3.2.2 改進(jìn)算法的設(shè)計34-36
• 3.3 改進(jìn)算法難點(diǎn)分析36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第四章 改進(jìn)算法仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計與分析37-48
• 4.1 仿真工具M(jìn)ATLAB介紹37
• 4.2 節(jié)點(diǎn)能量消耗模型37-40
• 4.3 仿真環(huán)境與實(shí)驗(yàn)組參數(shù)設(shè)置40-42
• 4.4 仿真結(jié)果與分析42-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 第五章 總結(jié)與展望48-50
• 5.1 本文總結(jié)48-49
• 5.2 下一步研究工作49-50
• 參考文獻(xiàn)50-54
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目54-55
• 致謝55

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1024625