近年來,物聯網已廣泛應用于諸多領域,成為國內外熱烈討論和重點研究的問題之一,并且很多國家已經將物聯網上升為國家戰(zhàn)略的高度。作為物聯網底層網絡的重要技術形式,無線傳感器網絡(Wirless Sensor Networks WSNs)承擔著鏈接傳統網絡的重任,眾多的傳感器節(jié)點是WSNs的組成部分。由于傳感器節(jié)點一旦失效或突發(fā)意外將造成信息傳輸失敗,網絡抗毀性較差。為提高網絡抗毀性保證信息有效傳輸,通常在WSNs中構建一個虛擬骨干網(Virtual Backbone Network VBN)。已有的研究工作沒有考慮網絡壽命和虛擬骨干網規(guī)模。因此,本文著重從減少通信開銷、延長網絡壽命、最小化虛擬骨干網規(guī)模三方面出發(fā)構造虛擬骨干網。針對部分具有中心管理節(jié)點的WSNs能夠掌握全局網絡的拓撲信息,本文基于網絡平均能量指標,以延長網絡壽命為宗旨,在D-MCDS算法的基礎上提出了一種基于節(jié)點權值的集中式最小連通支配集構建算法。算法首先選取權值較大的節(jié)點構建一個初始連通支配集,然后在保證VBN連通的條件下,按照一定的規(guī)則去除冗余節(jié)點構建最小連通支配集。仿真結果表明,該算法與經典的集中式、分布式算法相比,可以得到近似最優(yōu)解;相比D-MCDS算法,節(jié)點平均能量更高,網絡壽命延長了近10.3%。針對集中式構造算法需要獲取全局網絡信息、過程復雜、開銷較大的問題,提出了一種基于節(jié)點轉發(fā)因子和能耗的分布式最小連通支配集構建算法。算法首先任意選擇一個節(jié)點為初始骨干節(jié)點,然后采用染色法構建極大獨立集;其次根據節(jié)點設置的定時器判定節(jié)點優(yōu)先級,選出權值較大的節(jié)點作為連接節(jié)點,構成連通支配集;最后采用一個小的循環(huán)修剪算法去除冗余,最小化VBN的規(guī)模。仿真結果表明,該算法與典型的分布式算法相比,不僅能延長網絡壽命、近似于最小連通支配集,而且隨著網絡節(jié)點數的增加,發(fā)送的消息數雖呈上升趨勢,但增加的幅度越來越小,進一步說明該算法適用于規(guī)模更大的網絡。在算法的執(zhí)行過程中,只需獲取網絡的局部節(jié)點信息,因此具有較強的分布性。
【學位單位】：石家莊鐵道大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TP391.44;TN929.5
【部分圖文】：

為了支持我國新興產業(yè)的發(fā)展，我國政聯網產業(yè)的投資金額占據比例最高。可以還會以前所未有的速度高速增長、甚至爆網中的應用內的廣泛使用，網絡信息安全和可靠性等網絡的重要技術形式，WSNs 承擔著重要底地解決 WSNs 潛在的信息安全隱患，物節(jié)點“自組織”形成的無線通信網。在整信息傳輸到 Sink 節(jié)點，然后通過 Sink 節(jié)點給客戶端。WSNs 的體系結構如圖 1-1 所

擬骨干網構建算法的理論基礎結構、能耗模型、及其面臨的技術挑戰(zhàn)型。最后提出本文構建 VBN 所遵循的設構進行無線通信而構成的信息監(jiān)測系統。傳無線通信模塊、能量供應模塊、傳感器感器節(jié)點既可以將采集到的信息通過互互聯網發(fā)來的命令消息。

息進行處理和加工。通過控制和協同其它模塊來完成數據信息管理、電源管理等工作。無線通信模塊負責節(jié)點之間的通信，該模塊能。上述三個模塊正常工作所需的能量均由能量供應模塊提供。.2 無線傳感器網絡能耗模型從節(jié)點結構和各模塊工作方式可知，能量供應模塊為節(jié)點正常工作各模塊的能耗大小如圖 2-2 所示，其中通信模塊是主要的耗能模塊，處理器模塊的能耗還不及通信模塊的十分之一。

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本文編號：2819173