无线传感器网络leach路由算法的研究与应用

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1、分类号：密级：论文编号：学号：50090812318重庆理工大学硕士学位论文无线传感器网络LEACH路由算法的研究及应用研究生：陈志强指导教师：王东副教授学科专业：计算机应用技术研究方向：嵌入式系统培养单位：计算机科学与工程学院论文完成时间：2012年4月5日论文答辩日期：2012年6月2日万方数据CategoryNumber：LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber：Master'sDissertationofChongqingUniversityofTechnologyResearchandApplicationofL

2、EACHRoutingAlgorithmforWirelessSensorNetworkPostgraduate：ChenzhiqiangSupervisor：Prof.WangdongSpecialty:ComputerApplicationResearchDirection:EmbeddedcomputersystemTrainingUnit:CollegeofComputerScienceandEngineeringThesisDeadline:April5,2012OralDefenseDate:June2,2012万方数据重庆理工大学学位论文原创性声明本

3、人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究做出重要贡献的集体和个人，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律后果。作者签名：日期：年月日学位论文使用授权声明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，同意学校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。本人授权重庆理工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。本

4、学位论文属于（请在以下相应方框内打“√”）：1.保密□，在年解密后适用本授权书。2.不保密□。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日万方数据摘要摘要无线传感器网络是一种信息获取和处理的综合性新兴学科，它包含了传感器、嵌入式计算机、网络和无线通信等技术，广泛应用于灾难救助、环境监测、紧急搜索、军事、医疗、以及工业、民用家庭网络等领域。由于无线传感器网络具有硬件资源、电源容量有限等诸多特点，故设计有效节能的无线路由算法是其中的研究重点之一。论文首先介绍了无线传感器网络的概念、特点、关键技术等，阐述了几种典型的无线传感器网络路由算法，着重研究了LEACH算法的原理

5、和运行机制；在此基础上，论文从簇头数目的确定、簇头的选举及簇间路由方式等方面对LEACH算法加以改进，提出了一种基于改进蚁群算法的多跳分簇路由算法LEACH-IMA。LEACH-IMA算法从三个方面进行了优化：1、为了使每轮通信中消耗的能量最小，网络只有在最优簇头概率下选取簇头数目才能使网络生存周期最长，本文通过理论推导得到最优簇头数目，并在仿真实验中验证了该结论的正确性。2、针对LEACH中簇头选举的随机性和等概率性，LEACH-IMA采用新的簇头选举机制，对LEACH中阈值T(n)进行调整，不仅考虑节点是否已经担当过簇头，而且考虑节点剩余能量和节点相对位置因素

6、，这样避免能量较低和距离Sink节点较远的节点当选为簇头，从而平衡网络能耗。3、针对LEACH中簇头采用直接通信会造成能耗过大的问题，本文以降低簇间远距离通信能耗为目标，考虑簇头能耗的均衡，提出了基于蚁群算法的簇间多跳路由来优化簇间数据传输，在选择下一跳的时候，考虑各个簇头节点的剩余能量因素，避免选择较低能量的相邻簇头进行数据传输而导致搜索的局部最优问题。通过MATLAB7.0对改进后的LEACH-IMA算法与LEACH算法进行对比实验，表明：LEACH-IMA算法中簇和死亡节点分布更加均匀，死亡节点数明显减少，延长了整个网络的生命周期，从而验证了LEACH-IM

7、A的有效性。最后，在重庆市科委公关项目“森林防火与火灾监测中无线传感器网络关键技术研究与应用”(项目编号：CSTC，2009AC2068)中将改进的LEACH-IMA算法应用于森林防火系统的现场无线传感器网络数据传输中。关键词：无线传感器网络，LEACH-IMA，簇头选举，蚁群算法，森林防火I万方数据AbstractAbstractWirelesssensornetworkisacomprehensiveinformationacquisitionandprocessingtechnologyofnewdisciplines,whichincludessensor

8、s,enb