无线传感器网络路由优化研究及仿真软件设计

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1、代号10701学号1003121841分类号TP393密级公开题（中、英文）目无线传感器网络路由优化研究及仿真软件设计ResearchonRoutingOptimizationandSimulationSoftwareDesigninWirelessSensorNetworks作者姓名韩峰指导教师姓名、职称齐小刚教授学科门类理学学科、专业应用数学提交论文日期二○一三年一月西安电子科技大学学位论文创新性声明秉承学校严谨的学分和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已

2、经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：______________日期：______________西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存

3、论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：______________日期：______________导师签名：______________日期：______________摘要摘要物联网是新一代信息技术的重要组成部分，而无线传感器网络对物联网具有推动作用，它在感知层扮演着重要的角色。然而由于传感器节点能量受限，无线传感器网络的生命周期严重受阻，因此研究延长网络生命周期的有效策略是非常必要的。同时，无线传感器网络的工作性质及工作环境决定了网络会经常受到

4、外界的攻击和环境的屏蔽干扰，这些因素将会严重影响网络的性能，甚至会导致整个网络的崩溃瓦解。面对无线传感器网络的实际应用，如何节省节点能量的同时保证网络数据传输的安全性，提高整个网络的健壮性成为无线传感器网络研究的又一热点。本文提出两种有效解决策略：(1)基于均匀分簇和数据聚合的路由算法：首先根据网络规模和节点数计算出多跳网络中的最优簇头数，然后利用最优簇头数目选出网络中能量较大且分布均匀的节点作为簇头，形成分簇拓扑结构，最后按照计算出节点合理传输距离，选择下一跳节点进行数据传输。在数据传输时，根据网络拓扑的优劣动态更新网络拓扑而不是传输固定轮数以后再更新。(2)一种能量高效和健壮的数据

5、聚合算法：在数据转发时，节点对已经采集到的数据进行有效分割，并转发给已选出的转发节点，防止数据遭到攻击或篡改，同时采用路由修复机制对失效链路进行修复，确保信息安全、可靠传输，并且有效提高能量利用率。另外，本文基于MFC框架设计并实现了无线传感器网络仿真软件，该软件可以对无线传感器网络进行可视化模拟，使得网络的运行过程更加透明、逼真，进而对研究高性能网络起着一定的推动作用。关键字：无线传感器网络均匀分簇数据聚合数据分割MFC框架无线传感器网络路由优化研究及仿真软件设计AbstractAbstractInternetofThingsisanimportantpartofthenewgene

6、rationofinformationtechnology.Wirelesssensornetworks(WSNs)willpromotethedevelopmentofInternetofThingsandplayanimportantroleintheperceptionlayerofInternetofThings.However,duetothelimitedenergyofsensornodes,thenetworklifetimewouldbeseriouslydisrupted.Therefore,itisveryindispensabletostudyhowtoexte

7、ndthenetworklifetime.Atthesametime,theworkingnatureandtheenvironmentinWSNsdeterminethatthenetworkwilloffenbeattackedfromoutsideandshiedbyenvironment.Thesefactorswillseriouslyaffectthenetworkperformance,andevenleadtothecollap