無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂萍夹g(shù)的研究
本文選題：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) + 拓?fù)淇刂?/strong> ； 參考：《沈陽(yáng)理工大學(xué)》2016年碩士論文
【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是集信息采集、傳輸以及處理于一體的智能信息管理系統(tǒng),應(yīng)用前景廣闊,是目前比較活躍的一個(gè)領(lǐng)域。WSN是一種由大量微傳感器節(jié)點(diǎn)組成的自組織網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)組織方式通常多種多樣,為提高路由協(xié)議效率、降低網(wǎng)絡(luò)能耗,以延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存周期,需要有一個(gè)良好的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。拓?fù)淇刂谱鳛闊o線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中的核心問題,能夠?yàn)閿?shù)據(jù)融合、路由協(xié)議以及目標(biāo)定位等提供技術(shù)支撐�；诜执貦C(jī)制的拓?fù)淇刂扑惴ㄊ悄壳俺Ｓ玫囊活愅負(fù)淇刂扑惴�。本文在�?duì)現(xiàn)有分簇算法進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,著重研究了非均勻分簇算法,并針對(duì)非均勻分簇算法中存在的不足,設(shè)計(jì)了一種基于非均勻分簇的拓?fù)淇刂扑惴↙EUC,主要成果如下:首先,針對(duì)現(xiàn)有非均勻分簇算法在分簇過程中未考慮剩余能量、節(jié)點(diǎn)密度等因素而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)能耗不均、網(wǎng)絡(luò)生存周期縮短的問題設(shè)計(jì)了LEUC算法,該算法在選舉候選簇首時(shí),引入節(jié)點(diǎn)的剩余能量,使剩余能量大的節(jié)點(diǎn)成為候選簇首的概率增大;在計(jì)算競(jìng)爭(zhēng)半徑時(shí),引入節(jié)點(diǎn)密度,使節(jié)點(diǎn)密集的區(qū)域形成規(guī)模較小的簇,而稀疏區(qū)域則形成大簇;為避免簇內(nèi)偏遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)與簇首通信時(shí)能耗過大,在正式簇首產(chǎn)生之前,通過判斷簇首節(jié)點(diǎn)與簇質(zhì)心之間的距離,以決定是否需要重新選舉簇首,從而降低節(jié)點(diǎn)能耗,均衡網(wǎng)絡(luò)能耗,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存周期。其次,針對(duì)現(xiàn)有簇間通信機(jī)制中簇首間單跳距離過長(zhǎng),造成遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)能耗過大的問題,本文設(shè)計(jì)了簇間多跳通信策略,即在簇內(nèi)選舉一個(gè)簇首助理節(jié)點(diǎn)作為中繼節(jié)點(diǎn),簇間利用中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā),以避免簇首節(jié)點(diǎn)能耗過大;同時(shí),在選擇下一跳中繼節(jié)點(diǎn)時(shí),綜合考慮距離、剩余能量、鏈路代價(jià)因素,以避免單個(gè)節(jié)點(diǎn)能耗較大,從而延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存周期。最后,利用OPNET仿真工具對(duì)本文提出的LEUC算法進(jìn)行了仿真測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明,與LEACH、EEUC算法相比較,LEUC算法能夠有效均衡網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能耗,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存周期。
[Abstract]:Wireless Sensor Network (WSN) is an intelligent information management system which integrates information collection, transmission and processing. It has a broad application prospect. WSN is an active field. WSN is a self-organized network composed of a large number of micro-sensor nodes.In order to improve the efficiency of routing protocols, reduce network energy consumption and prolong the network lifetime, a good network topology is needed.Topology control, as the core problem in wireless sensor network research, can provide technical support for data fusion, routing protocol and target location.The topology control algorithm based on clustering mechanism is a kind of commonly used topology control algorithm.Based on the analysis of the existing clustering algorithms, this paper focuses on the non-uniform clustering algorithm, and aims at the shortcomings of the non-uniform clustering algorithm.In this paper, a topology control algorithm based on non-uniform clustering is designed. The main results are as follows: firstly, the existing non-uniform clustering algorithms do not consider the remaining energy, node density and other factors which lead to uneven network energy consumption.LEUC algorithm is designed to shorten the lifetime of the network. When the candidate cluster head is elected, the residual energy of the node is introduced to increase the probability that the node with large residual energy becomes the candidate cluster head, and the node density is introduced when calculating the competition radius.In order to avoid the energy consumption of communication between remote nodes and cluster heads, the distance between cluster head node and cluster centroid is judged before the formal cluster head is produced.In order to decide whether the cluster head needs to be re-elected, the node energy consumption is reduced, the network energy consumption is balanced, and the network lifetime is prolonged.Secondly, aiming at the problem that the single hop distance between cluster heads is too long, which results in too much energy consumption for long-distance data transmission, a multi-hop communication strategy is designed in this paper, in which a cluster head assistant node is elected as a relay node in the cluster.In order to avoid the excessive energy consumption of the cluster head node, the distance, residual energy and link cost factors are considered in the selection of the next hop relay node, so as to avoid the high energy consumption of a single node.Thus prolongs the network life cycle.Finally, the OPNET simulation tool is used to simulate the proposed LEUC algorithm. The test results show that compared with the Leech EEUC algorithm, the proposed algorithm can effectively equalize the energy consumption of the network nodes and prolong the network lifetime.
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5
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，本文編號(hào)：1766943
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