基于分簇的无线传感器网络节能路由协议研究论文

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1、⑧M⋯ASTER雠'STH丈E㈣硕士学位论文基于分簇的无线传感器网络节能路由协议研究论文作者：许友指导教师：赵甫哲副教授学科专业：计算机应用技术研究方向：无线传感器网络华中师范大学计算机学院2014年5月⑨硕士学位论文MAS'rER’STItESISResearchofEnergy-savingmutingprotocolsinwirelesssensorbasedonclusteringA功esisSubmittedinPartialFuIf．1lmentoftheRequirementFortheM．S．DegreeinComputerScienc

2、eByXUYouPostgraduateProgramSchoolofComputerCentralChinaNormalUniversitySupervisor：ZhaoFuzheAcademicTitle：AssociateProfessorSignature瓦抛批-ApprovedMay．2014⑧硕士学位论文MAST￡R、STHESIS华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写

3、过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。作者张惭祆曰期：弘哗年岁月够日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：物久日期：

4、yf晦歹月始日导师签名：日期：矽f本人已经认真阅读“CAMS高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人的学位论文提交“CALIS高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章程”中的规定享受相关权益。作者签名：物皮日期：矽，节年箩月招日⑨硕士学位论文MASTER’STHESIS摘要无线传感器网络(WkelessSensorNetwork)即由部署在监测区域内的大量传感器节点利用自组织能力构建而成的通信网络。随着信息社会的发展，数据的获取能力在相关领域中的作用愈加明显，而适应能力强、结构部署简单的无线传感器网络为此提供了极大的便利。然而，对能量等资源有

5、限的传感器网络而言，其内部能量的消耗主要源于节点的数据路由，同时其应用环境通常又决定着不能人为及时更换网络中因能量耗尽而失效的传感器节点。因此，研究高效节能的路由算法对于延长网络生命周期并进而提升网络可用性具有重要的意义。本文首先介绍了无线传感器网络基本概念及特点，简要说明了无线传感器网络研究现状及相关方面的挑战。接着对无线传感器网络现有的路由协议进行了分类并对各类型的典型协议运行机制进行了剖析，指出了网络路由协议在设计中应注意到的问题。然后在经典层次式路由协议LEACH的基础上，重点从簇头选举、簇头分布、簇间多跳以及簇内通信维持四个方面进行了研究。其

6、主要工作如下：第一，阐述了LEACH协议的工作机制及其簇头产生的不确定性。通过在阈值公式中引入能量和距离两参数，增加了剩余能量较多的节点充当簇头节点的机率，从而有利于均衡网络各节点的能耗。第二，利用节点能耗模型分析了网络最佳簇头个数及簇头密集分布情况下对节点能耗的不利影响。提出由高能量的基站控制选举最佳簇头个数，并通过簇问最短距离迭代的方法优化簇头在网络中的位置分布。第三，通过公式推导分析了LEACH单跳通信机制的不足，进而为簇头引入了相对节能系数，使得簇头在数据传输过程中可以根据包含有相对节能系数信息的路由转发表选择合适的下一跳簇头，从而以数据多跳传

7、输方式达到节约能量开销的目的。第四，针对传统LEACH协议全局网络周期性成簇的特点，提出在数据稳定通信末期，由簇头节点根据本簇内成员节点能量剩余情况直接指定后继簇头，以此减少全局网络节点竞争选举过程中大规模的传输计算开销。本文在研究中使用NS2进行仿真分析，其结果表明改进后的路由算法在节约网络能耗、延长网络生命周期方面优于LEACH协议。最后，总结了本文的主要工作，并明确了下一步的研究方向。关键词：无线传感器网络：路由协议；LEACH；节能分簇；簇间多跳AbstractWirelessSemorNetwork(WSN)iseonstrt】ctedbyt

8、heser塔ornodeswhichhavetheself-organizationabili