【摘要】：物聯(lián)網(wǎng)最近兩年在我國迅猛發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被形象的比喻成物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢，作為物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)之一也得到了迅猛發(fā)展，我國也把這項技術(shù)列入了長期科技發(fā)展規(guī)劃中。能量問題伴隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生便一直存在，在不影響網(wǎng)絡(luò)正常工作的條件下，如何最大限度的節(jié)約能量延長網(wǎng)絡(luò)的工作時間一直是研究的熱點。路由協(xié)議作為該網(wǎng)絡(luò)的支撐技術(shù)之一，既要解決數(shù)據(jù)傳輸問題，也要考慮能量消耗及實際需求。 本文通過分析現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議的優(yōu)缺點，重點分析經(jīng)典的分簇路由協(xié)議——低功耗自適應(yīng)聚類分簇路由協(xié)議LEACH(Low EnergyAdaptive Clustering Hierarchy)及其相關(guān)改進(jìn)協(xié)議，在此基礎(chǔ)上對LEACH協(xié)議提出了改進(jìn)。主要工作如下: 1.介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點及性能評價指標(biāo)，研究了設(shè)計路由協(xié)議的關(guān)鍵問題和幾種典型的路由協(xié)議。深入分析了LEACH協(xié)議及其改進(jìn)協(xié)議的優(yōu)缺點，并將幾種典型的路由協(xié)議進(jìn)行了對比。 2.對蟻群算法及特點進(jìn)行了介紹，研究了蟻群算法的工作原理，分析了蟻群算法應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢。 3.通過分析LEACH協(xié)議的不足，對其從三方面進(jìn)行改進(jìn)：在數(shù)據(jù)傳輸階段，針對LAECH中所有節(jié)點需要與匯聚節(jié)點直接通信的限制，引入改進(jìn)的蟻群算法優(yōu)化簇頭到基站的多跳路徑；在簇頭的選取階段，簇頭的能耗較大且是隨機選取的，引入能量和密度因子對簇頭選取進(jìn)行加權(quán)優(yōu)化；引入多級架構(gòu)，通過分析計算最優(yōu)簇頭數(shù)，引入鄰居節(jié)點，對已經(jīng)選好的簇頭在鄰居節(jié)點中進(jìn)行競爭二次選取簇頭，進(jìn)一步分擔(dān)簇頭的能耗，均衡網(wǎng)絡(luò)的能耗。 結(jié)合以上的研究工作，在MATLAB中對改進(jìn)的算法進(jìn)行仿真實驗，，結(jié)果表明改進(jìn)算法能夠有效地均衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的能耗，延長網(wǎng)絡(luò)的工作壽命，擴展了LEACH的覆蓋范圍，改進(jìn)算法的性能優(yōu)于LEACH、LEACH-m及DEEC。
【圖文】：

第1章 緒論簡介今天，大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)被信、微電子、嵌入式計算、納米材前的集成化、微型化向著智能化、ss Sensor Network, WSN)增強獲取信需要的客觀世界的物理信息采集處的信息[4,5]。WSN 具有數(shù)據(jù)采集、別是傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)和通三大基礎(chǔ)技術(shù)。這三種技術(shù)相當(dāng)于結(jié)合變構(gòu)成了現(xiàn)代信息系統(tǒng)，圖 其作用。

g.2-1 Sensor nodes working properly compare the energy consu系數(shù)，一般是常數(shù)，d 為相鄰?fù)ㄐ殴?jié)點間的距離，n 的大小與很多因素有關(guān)，如水中和陸地、障礙物多 2-1 可以看出，節(jié)點的能耗與距離的多次方成正比靠傳輸?shù)那疤嵯卤M可能地減小通信節(jié)點間的距離。致了發(fā)送功率也不會大，所以節(jié)點的通信能力十分通常在野外，無線通信也會因環(huán)境的不同而受到不同中、沼澤地、建筑物或風(fēng)雨雷電等自然環(huán)境的影響及自然環(huán)境的影響，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點采取多跳的通信機降低環(huán)境帶來的不利影響。存儲能力有限 與傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)不同，WSN 的節(jié)備，實際應(yīng)用中節(jié)點數(shù)量通常是成千上萬，單個節(jié)小，這同時限制了傳感器節(jié)點的存儲空間較小、處應(yīng)用中單個節(jié)點需完成對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)的采集、他節(jié)點數(shù)據(jù)的任務(wù)，還要考慮到節(jié)約能量。隨著科處理能力和存儲器的容量都有了較大的改善，WSN 節(jié)點的計算和存儲空間都還很弱，將來科技的進(jìn)步性 在 WSN 應(yīng)用中，WSN 節(jié)點的應(yīng)用環(huán)境通常沒
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.5;TP212.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2572497