无线传感器网络大规模组网技术地研究

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1、摘要无线传感器网络(wsN)是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织的网络系统。高效均衡稳定的组网通讯是传感器网络面临的首要挑战。无线传感器网络路由协议根据监测区域局部拓扑分布式的成簇组网，建立从监测区域到汇聚节点的转发路径，保证数据稳定实时的传输到汇聚节点，并使得整个网络能量的均衡消耗。本课题依据国家发改委下一代互联网项目(CNGI工程)IPv6无线传感器网络节点自主化课题，研究了与无线传感器网络大规模组网技术相关的包括系统设计、组网算法、路由协议、负载均衡等技术。概括讲述了无线传感器网

2、络概念、特点、组网技术、应用领域及研究进展，结合邛v6无线传感器网络节点系统TaraxNode，从工程实际出发，详细的介绍了无线传感器网络，尤其对于TaraxNode节点系统中与组网相关的技术做了深入的研究。根据传感器网络具体的应用需求，对现有的一些典型路由协议进行了分类，并分析了各自不同的设计特点。考虑到已有组网算法的优缺点，结合实际需要，提出了基于TaraxNode的大规模组网算法ALBC(自适应负载均衡分簇算法)，并详细的分析了该算法的设计思路及实现细节，最终嵌入在TaraxNode系统的组网协议中。实验结果表明，ALBC具有稳

3、定的组网性能、较小的数据分组传输延迟；并使得节点间的能量消耗进一步的均衡化，很好的对无线传感器网络的规模做了扩展，使得无线传感器网络技术应用能力进一步得到发展。本课题创新点体现在：(1)通过对拓扑结构的研究，提出了考虑到能量、局部拓扑、负载均衡及稳定性为一体的局部分簇选举策略。(2)通过对已有的大量的路由组网算法的研究，提出了一种基于TaraxNode系统的自适应负载均衡的大规模组网算法ALBC。关键词：无线传感器网络，WSN，分簇路由协议，大规模组网，ALBCABSTRACTWirelessSensorNetwork(wsN3，co

4、mposedofalargenumberoflow-costmicro-sensornodesdeployedatthemonitoringarea,isamulti-hopself-organizingnetworkinthewifelesscommunicationmode．ThepriInarychallengeinWSNisragtdyeffective,balancedandstablenetworkcommunication．WSNroutingprotocolestablishestheforwardingpathfro

5、mmonitoringareatOsinknodeaccordingtothedistributedclusternetworkingbasedonlocaltopologyinmonitoringarea,toensurethestableandreal-timedatatransmissiontosinknodeandbalancetheenergyconsumptionthroughoutthenetwork．BasedontheDv6WSNnodesubjectinCNGIprojectofNDRC，thispaperpres

6、entsthetechnologiesrelatedtothelarge—scalenetworkingofWSN，suchassystemdesign,networkingalgorithm，routingprotocolandloadbalanceetc．Itsummarizestheconcept,features，networkingtechnology,applicationfieldsanddevelopmentofWSNresearch．Inaddition,itintroducesWSN，especiallythete

7、chnologiesrelatedtonetworkinginTaraxNodenodesystem,indetailsinaccordance、玩mthe口v6WSNnodesystemTaraxNodeandbasedontheactualconditions．ItcategorizesthecurrentlytypicalroutingprotocolsandanalyzestheirdesignfeaturesaccordingtothespecificapplicationrequirementsofWSN．Consider

8、ingtheadvantagesanddisadvantagesoftheexistingnetworkingalgorithmsandinaccordancewiththepracticalneeds，wepropos