无线传感器网络仿真平台的设计与实现

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1、摘要无线传感器网络(WSN)集成了传感器、嵌入式计算、分布式信息处理和无线通信四大技术，是一种全新的信息获取、处理和传输技术。由于无线传感器网络具有十分广阔的应用前景，已经引起了世界上许多国家军事界、学术界和工业界的高度重视，人们开始在基础理论和工程技术两个层面进行大量的挑战性研究工作。在无线传感器网络的实际应用中，不同的业务对网络的服务质量(QoS)提出了不同的要求，其QoS的问题研究已成为该领域中的一个新的研究热点。首先，本文在研究无线传感器网络特点和协议栈的基础上，利用网络仿真软件NS2(NetworkSimulatorVe

2、rsion2)构建了一个基于多种无线传感器网络关键性能的可视可控的仿真界面。用户可以通过仿真界面来自主配置网络元素，搭建网络，利用具体的动画演示过程和性能分析图表来了解整个网络运行过程与关键性能，实现了对网络的能耗、时延、丢包和吞吐量的性能分析。简化了仿真的复杂过程，有助于加快研究者的研究开发进程。其次，由于传感器节点电池能量有限，节能是无线传感器网络的关键问题。因此无线传感器网络的路由设计应有效的利用能量，以延长网络的生命周期。论文根据经典的LEACH协议，提出了一种新型的簇首选择机制，算法通过加权思想综合考虑了节点的剩余能量和

3、地理位置参数来优化簇首的选择。在用户仿真平台上对所设计的LEACH．ED协议进行了实现，并设计了无线传感器网络的仿真试验进行仿真研究，仿真结果表明LEACH．ED算法可收集更多的现场数据，并有效地延长了网络生存周期，对于网络初始能量不均衡的网络节能效果更为明显。本论文得到863课题，温室无线测控网络关键技术研究与系统集成(2006AAlOZ253)”资助。关键词：无线传感器网络LEACH仿真性能QoSAbstractABSTRACTWirelesssensornetworks(WSNs)isanewinformationacqui

4、sition，processingandtransmissiontechnology,whichintegratessensor，embeddedcomputing，distributedinformationprocessingandwirelesscommunicationtechnology．AsWSNhasverywideapplicationprospect，ithasraisedhi曲attentionfrommilitarycircles，academiccirclesandindustrycirclesinmany

5、countriesintheworld，peoplebegintocarryoutalotofchallengingstudyattwolevelsinbasictheoryandengineeringtechnology．InpracticalapplicationofWSNs，differentbusinessrequiresdifferentQualityofService(QoS)ofnetwork，andthestudyforQoSproblemhasbecomeanewhotspotinthisfield．Firstl

6、y,thepaperbuildavisualandcontrollablesimulationinterfaceusingnetworksimulatorversion2(NS2)，whichfoundonthestudyofcharacteristicsofWSNsandprotocolstacks．UsersCallconfigurenetworkelements，buildnetworkfreelythroughsimulationinterface，andknowtheoperationoftheentirenetwork

7、andkeyperformanceusingspecificanimationdemoprocessandperformanceanalysischart．Ithasrealizedtheperformanceanalysisofenergyconsumption，networkdelay,throughputanddropratioofthenetwork，madethecomplexprocessofsimulationsimple，speededuptheprocessofstudyanddevelopmentforrese

8、archer．Secondly，energy·savingisthekeyissueofWSNsbecauseofthelimitedbatteryenergyofsensornode．ThereforetheroutingdesignofWSNs