【摘要】：集成了傳感器、嵌入式計算、網絡和無線通信四大技術而形成的無線傳感器網絡是一種全新的信息獲取和處理技術,它是一種新型的無基礎設施的無線網絡,能夠協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息,并對其進行處理,傳送到需要這些信息的用戶。無線傳感器網絡是計算機科學技術的一個新的研究領域,具有十分廣闊的應用前景,引起了學術界和工業(yè)界的高度重視。 本文的主要內容是對無線傳感器網絡的路由協(xié)議的設計,無線傳感器網絡節(jié)點數量龐大、單個節(jié)點資源極其有限,其路由協(xié)議設計的首要目標是有效節(jié)約能源,延長網絡生命周期。作者分析和比較了國外提出的幾種針對無線傳感器網絡的路由協(xié)議,并借鑒其中的優(yōu)秀思想,設計出一種基于協(xié)商機制的能源有效性路由協(xié)議  NBEERP。 NBEERP是一種基于協(xié)商機制的層次型路由協(xié)議。從網絡結構上看,它將網絡劃分成不同的簇類,每個簇類由一個簇頭節(jié)點和若干普通節(jié)點組成,簇頭節(jié)點處于較高的層次,不僅承擔感知數據的任務,還要接收簇內普通節(jié)點傳輸的數據、進行數據融合,并把處理后的數據傳向Sink節(jié)點;普通節(jié)點處于較低的級別,只進行感知和向簇頭節(jié)點傳輸數據的任務。從時間上看,NBEERP將網絡生命周期細化為一個一個的回合,每個回合分為兩個階段操作,即簇類形成階段和數據傳輸階段,數據傳輸階段持續(xù)的時間比簇類形成階段長。在簇類形成階段,按照不同的要求,采用集中式和分布式相結合的方式形成簇類,簇類中每個節(jié)點都維護著通往Sink節(jié)點的多條路由。在數據傳輸階段,簇內節(jié)點采用元數據協(xié)商的方式向簇頭節(jié)點傳輸自身采集的數據,簇頭節(jié)點接收完其簇內所有節(jié)點傳輸的數據,經過數據融合后再向Sink節(jié)點傳輸。每經過一個回合,都依據一定的策略對網絡進行簇類的動態(tài)劃分和簇頭節(jié)點的重新選擇,確保整個網絡在較低的能耗水平下獲得較高的吞吐量和較長的生命周期。經ns2平臺上的仿真測試,證明NBEERP基本達到了路由協(xié)議設計目標。
[Abstract]:Wireless sensor network, which integrates four technologies: sensor, embedded computing, network and wireless communication, is a new information acquisition and processing technology. It is a new type of wireless network without infrastructure, which can monitor, sense and collect the information of various environments or monitoring objects in real time, and process it to the users who need this information. Wireless sensor network (WSN) is a new research field of computer science and technology, which has a very broad application prospect and has attracted great attention of academia and industry. The main content of this paper is the design of routing protocol for wireless sensor networks. The number of nodes in wireless sensor networks is huge and the resources of a single node are extremely limited. The primary goal of routing protocol design is to effectively save energy and prolong the network life cycle. In this paper, several routing protocols for wireless sensor networks proposed abroad are analyzed and compared, and an energy efficient routing protocol based on negotiation mechanism (NBEERP.) is designed by using the excellent ideas of these protocols for reference. NBEERP is a hierarchical routing protocol based on negotiation mechanism. From the point of view of network structure, it divides the network into different cluster classes, each cluster class is composed of a cluster head node and several ordinary nodes. The cluster head node is at a higher level, which not only undertakes the task of sensing the data, but also receives the data transmitted by the ordinary nodes in the cluster, carries on the data fusion, and transmits the processed data to the Sink node. Ordinary nodes are at a lower level and only sense and transmit data to cluster head nodes. In terms of time, NBEERP refines the network life cycle into one round, each round is divided into two stages, namely, cluster class formation stage and data transmission stage. The duration of data transmission stage is longer than that of cluster class formation stage. In the stage of cluster class formation, according to different requirements, cluster classes are formed by combining centralized and distributed methods. Each node in the cluster class maintains multiple routes to Sink nodes. In the data transmission stage, the node in the cluster transmits the data collected by itself to the cluster head node by means of metadata negotiation. The cluster head node receives the data transmitted by all the nodes in the cluster and transmits it to the Sink node after data fusion. After each round, the dynamic division of cluster classes and the re-selection of cluster head nodes are carried out according to certain strategies to ensure that the whole network can obtain higher throughput and longer life cycle at a lower energy consumption level. Through the simulation test on ns2 platform, it is proved that NBEERP has basically achieved the goal of routing protocol design.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：TN925

【引證文獻】

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本文編號：2509356