本文選題：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)　切入點(diǎn)：路由協(xié)議　出處：《山東大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種綜合了信息感知、信息存儲(chǔ)和信息傳輸?shù)裙δ艿男滦途W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。近幾年,隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和日趨成熟,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、戰(zhàn)場(chǎng)偵查、公共安全和智能家居等領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。無(wú)線傳感網(wǎng)器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)能量受限且計(jì)算和存儲(chǔ)能力有限,如何提高網(wǎng)絡(luò)能量利用率,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的一個(gè)至關(guān)重要的課題。設(shè)計(jì)以能量為優(yōu)先的高效路由協(xié)議是提高網(wǎng)絡(luò)生存周期其中一個(gè)有效途徑。本文介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的平面路由協(xié)議和分層路由協(xié)議。為了比較各種協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)缺點(diǎn),本文選取了最小傳輸能量(Minimum Transmission Energy, MTE)協(xié)議,Static-clustering協(xié)議,低能量自適用分層分簇(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy, LEACH)協(xié)議,低能量中心白適用分層分簇(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy-Central, LEACH-C)四個(gè)協(xié)議,分析比較它們?cè)诠?jié)點(diǎn)存活數(shù)量,能量消耗和基站接收數(shù)據(jù)量三個(gè)方面的情況,仿真結(jié)果顯示,動(dòng)態(tài)分簇路由協(xié)議總體表現(xiàn)要優(yōu)于靜態(tài)分簇路由協(xié)議和平面路由協(xié)議。本文針對(duì)LEACH-C協(xié)議在簇首選擇方案中存在的不足,提出了一種基于節(jié)點(diǎn)剩余能量的簇首選擇方案。該方案以節(jié)點(diǎn)中每輪能量消耗情況為依據(jù),重新確定可以參加簇首選擇節(jié)點(diǎn)范圍,通過增加節(jié)點(diǎn)剩余能量較高的節(jié)點(diǎn)參加簇首選擇的機(jī)會(huì),減小網(wǎng)絡(luò)能量分布差異,延長(zhǎng)第一節(jié)點(diǎn)死亡出現(xiàn)的時(shí)間。為了驗(yàn)證算法的有效性,本文在NS2上進(jìn)行的仿真對(duì)比。結(jié)果顯示改進(jìn)算法可以延長(zhǎng)第一節(jié)點(diǎn)的死亡時(shí)間,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。最后為了驗(yàn)證分析的正確性,本文計(jì)算節(jié)點(diǎn)剩余能量的方差來(lái)評(píng)估網(wǎng)絡(luò)中能量的分布情況,結(jié)果顯示在節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)死亡前一段時(shí)間,改進(jìn)算法能夠有效地減小剩余能量方差,平衡網(wǎng)絡(luò)中能量分布,提高能量利用率。
[Abstract]:Wireless sensor network (WSN) is a new network system which integrates the functions of information perception, information storage and information transmission.In recent years, with the development and maturity of related technologies, wireless sensor networks (WSN) have been more and more widely used in environmental monitoring, battlefield detection, public safety and smart home.In wireless sensor network (WSN), the node energy is limited and the computing and storage capacity is limited. How to improve the network energy utilization rate and prolong the lifetime of the network is a crucial issue in the research of WSN.The design of energy-first efficient routing protocols is an effective way to improve the network lifetime.This paper introduces the planar routing protocol and hierarchical routing protocol in wireless sensor networks.In order to compare the advantages and disadvantages of various protocols in the network, this paper selects the minimum Transmission Energy (MTE) protocol and the Static-clustering protocol, and the low-energy self-adaptive hierarchical clustering protocol for Low-Energy Adaptive Clustering hierarchy (Leach) protocol.Low energy center white is suitable for hierarchical clustering Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy-Central- (LEACH-C) protocols. The simulation results show that the four protocols can be compared in three aspects: the number of nodes surviving, the energy consumption and the data received by the base station.Dynamic clustering routing protocol is superior to static cluster routing protocol and planar routing protocol.In this paper, a cluster head selection scheme based on the residual energy of nodes is proposed to overcome the shortcomings of the LEACH-C protocol in the cluster head selection scheme.Based on the energy consumption of each round of nodes, the scheme redetermines the range of nodes that can participate in cluster head selection, and reduces the difference of network energy distribution by increasing the opportunity for nodes with higher residual energy to participate in cluster head selection.Prolongs the time of death at the first node.In order to verify the effectiveness of the algorithm, this paper makes a simulation comparison on NS2.The results show that the improved algorithm can prolong the first node's death time and prolong the network's lifetime.Finally, in order to verify the correctness of the analysis, this paper calculates the variance of node residual energy to evaluate the distribution of energy in the network. The results show that the improved algorithm can effectively reduce the variance of residual energy some time before the node dies.Balance the energy distribution in the network and improve the energy utilization ratio.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9

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本文編號(hào)：1717049