基于能量优化的无线传感器网络rpl协议研究与改进

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1、‘单位代码１０１４４分类号Ｔ与与編号ｐ３．．＇．ｖ‘．Ｖ？．－？—■■■？－－＇．，，王，硕±学位论文题目建寸ｍ贵化ｔｏ献弄／埼１＾感獻．、；帝＾祕进间揉ＨＰＬ饰故：＾妍究生姓名祗Ｉｔ训《ｉ斬巧範长专业）（届下專导师姓名珠又旅论文完成日期２化年Ｗ斗漆ｉ巧＾欠達ＳｈｅｎｙａｎｇＬｉｇｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ沈阳理工大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和

2、文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中己注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经公开发表的作品成果。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：＞八年灵月日＾学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解沈阳理工大学有关保留、使用学位论文的规定，目Ｐ：沈阳理工大学有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和磁盘。本人授权沈阳理工，允许论文被查阅和借阅大学可臥将学位论文的全部或部分内容编入

3、有关数据库进行检索，可采用影印、汇编学位论文。、缩印或其它复制手段保存书密后适用本授权）（保密的学位论文在解签：名学位论文作者签：指导教师名：期？；／方曰方曰期／瓜＞；？ｙ类全日制学术型硕士□全日制工程硕士别□在职工程硕士硕士学位论文论文题目：基于能量优化的无线传感器网络RPL协议研究与改进学科、专业（领域）名称：计算机应用技术研究方向：网络计算与信息安全论文编号：分类号：TP393密级：ＵＤＣ：004编号：工学硕士学位论文基于能量优化的无线传感器网络RPL协议研究与改进硕士研究生：程龙指导教师：张文波学科、专业

4、：计算机应用技术沈阳理工大学2016年3月分类号：TP393密级：ＵＤＣ：004编号：工学硕士学位论文基于能量优化的无线传感器网络RPL协议研究与改进硕士研究生：程龙指导教师：张文波学位级别：工学硕士学科、专业：计算机应用技术所在单位：信息科学与工程学院论文提交日期：2015年12月论文答辩日期：2016年3月学位授予单位：沈阳理工大学ClassificationIndex:TP393U.D.C:004ResearchandImprovementofRPLprotocolinwirelesssensornetworksbasedonener

5、gyoptimizationCandidate:LongChengSupervisor:WenboZhangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ComputerApplicationTechnologyDateofSubmission:December，2015DateofExamination:March，2016University:ShenyangLigongUniversity摘要随着人们生活质量的不断提高和传感器网络技术的进步，具有网络传输功能的智能物件不断融

6、入人们的生活，成为生活必需品。智能物件大多采用无源供电，因此，智能物件数量的增加给无线传感器网络的能耗管理带来了挑战。本文从能量优化的角度出发，对低功耗有损网络工程小组（RoutingoverLow-powerandLossyNetwork）提出的RPL路由协议进行性能优化和机制改进。仿真数据结果和性能分析表明，改进后的协议在网络整体能量消耗和网络能耗负载均衡方面有较大的性能提升，网络整体的生存时间得到延长。因此，本课题的研究具有实际意义。本文对RPL路由协议在协议通信模式，报文属性结构，路由修复机制等方面进行了深入的研究，并对协议进行了性

7、能测试与分析。通过分析协议在能量消耗和能耗负载均衡方面的不足，结合层次型异构簇网络协议特点与优势，提出了从网络初始化分簇、路由构建、路由修复等各个环节的整体解决方案，并对最终解决方案进行了仿真与性能测试。为此，本文提出了旨在使网络能量消耗相对均衡的RPL路由协议成簇算法和基于最优方向角的环域通信路由拓扑控制模型。成簇算法通过网络模型的假设，计算出网络最优簇头数，结合成簇概率模型，通过节点竞争机制选出网络中的簇头节点来完成分簇。环域通信路由拓扑控制模型将网络划分为面积相等的同心环域，进而确定网络的环域等级，为网络中的主干网路由提供理论基础，节

8、点通过不同的环域等级和最优方向角来选择最佳的网络路由。根据以上提出的理论基础，本文设计了协议改进后的报文结构，并通过伪代码的形式展示了协议在分簇、路由建立、网路修复等环节的函数处