基于基站控制无线传感器网络节能算法的研究

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1、⑨硕士学位论丈MASTER’STHESISResearchofEnergyConsumptionAlgorithmBasedonBsae．．StationControlledinWirelessSensorNetwork4砌esisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementFortheMSDegreeillComputerScienceByGaoWeiPostgraduateProgramComputerScienceDepartmentCentr

2、alChinaNormalUniversitySupervisor：LiuMingAcademicTitle：ProfessorSignatureApprovedMay,2011忡6洲5唧6Ⅲ7㈣9舢8Ⅲ⋯⋯⋯●-舢Y⑧＼：：：：／硕士学位论文MAS丁ER’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已经发表或撰写过的研究成果。对

3、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。作者签名：南伶日期：．2pf／年r月魂日学位论文版权使用授权书作者张拂n挪张每h日期：力，f年』月埸日日期：Ⅺ，／年：片。／日嚣軎色勰日嚣鳓日日期：矽f／年r月勰日日期：2讲岔月》。日⑨硕士学位论文MASTER‘STHESIS摘要无线传感器网络是一种能自适应、自组织的新型网络，它已经应用到从民生到军事、商业到反恐等许多领域。根据其应用领域的不同，对无线传感器网络的要求也不尽相同，但是都有一些共同的特点。由于无线

4、传感器网络的节点一般工作在人们很难或者不可能到达的地方，使得为网络节点补充能量非常困难，而节点的能量一般都是由容量有限的电池来提供的，使得节点的使用寿命受到了很大的限制。当网络中由于能量耗尽而无法正常工作的节点数量达到一定规模时，整个网络就死亡了。因此，研究如何减少其能量消耗，延长整个网络的使用寿命成为无线传感器网络研究的重要方向。本文分析比较了国内外无线传感器网络的节能算法，提出了一种由基站控制的能量均衡算法BCERA(Base．StationControlledEnergy．Balanced

5、RoutingAlgorithm)。BCERA算法主要依靠无线传感器网络中基站能量充足且容易补充的特点，再利用其强大的计算能力来延长网络节点的使用寿命，从而延长整个无线传感器网络的使用寿命。根据数据传输时对传输信息的要求，无线传感器网络节点把其在网络中的位置和剩余能量信息传送给基站，基站根据节点信息准确的计算出它离基站的距离和离其所在分簇中簇首节点的距离，然后在分簇、路由建立和数据通信阶段利用节点所处的位置和剩余能量信息。在簇首节点的选取和建立阶段，基站可根据节点所处的位置和剩余能量信息，选择距

6、离适中、剩余能量较多的节点作为网络中的簇首节点，并且采用簇平衡技术，尽量使簇首节点分布均匀；在数据通信阶段，根据簇首节点的剩余能量的大小和离基站距离的远近，采用时分多址访问方式TDMA进行通信，当分簇内普通节点把数据传输给所在分簇内的簇首节点后，簇首节点再采用簇首节点的多跳路由方式将数据逐次传输，以减轻簇首节点的通信负载、降低其能量消耗。理论分析和仿真实验表明，采用BCERA算法能很好地均衡网络中节点的能量消耗，延长无线传感器网络的使用寿命。关键词：无线传感器网络；基站控制；能量均衡；路由算法；

7、BCERA算法⑨硕士学位论文MASTER‘STHESISAbstractWSN(WirelessSensorNetwork)isthenewnetworkofbeingabletoadaptiveandself-organization，whichhasbeenappliedfromthepeople’Slivelihoodtomilitaryaffairs，fromcommercetoanti-terrorismandSOon．Onthebasisofapplicationfield，ther

8、equirementofWSNisdifferent．Howevertheyhavesomethingincommon．Forexample，thenodeofWSNisintheplacewherepeoplehardlytoreachforaddingtheenergy,andthepowerofthenodeisprovidedbyenergy-limitedbattery,whichlimitsthelifetimeofthenode．Whentheamountofthedeadnode