无线传感器网络路由协议设计和形式化方法实现的研究

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1、分类号密级UDC编号桂林电子科技大学硕士学位论文题目：无线传感器网络路由协议设计和形式化方法实现的研究(英文)ResearchonDesignandImplementationwithFormalizedMethodsofWSNRoutingProtocol研究生姓名：文凡指导教师姓名、职务：李思敏教授申请学科门类：工学硕士学科专业：检测技术与自动化装置提交论文日期：2009年4月论文答辩时间：2009年6月2009年月日万方数据独创性（或创新性）声明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

2、的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得桂林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：关于论文使用授权的说明本人完全了解桂林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桂林电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为桂林电子科技大学。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

3、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论文。（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：万方数据摘要摘要集成了传感器、嵌入式计算、网络和无线通信四大技术而形成的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术，它是一种新型的无基础设施的无线网络，能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理，传送到需要这些信息的用户。无线传感器网络是计算机科学技术的一个新的研究领域，具有十分广阔的应用前景，引起了学术界和工业界的高度重视。本文从无线传感器网络的基本概念入手，对现有

4、几种具有代表意义的无线传感器网络路由协议进行了分析，并重点对LEACH协议进行了探讨。借鉴其优秀思想，针对LEACH协议存在的不足，在簇头选择、数据传输协商以及能量自适应方面对其进行了改进和优化，设计了一种分簇协商能量自适应路由协议（CNEARP）。其主要改进为：（1）在簇头节点选择上，网络运行初期采用集中式簇头节点选择方式；网络运行后期采用基于剩余能量、邻居节点数目和节点之前担当过簇头次数的分布式权值计算的簇头选择方式。（2）在簇形成阶段，普通节点根据各簇头节点广播信号强度选择当前申请加入簇和保存信号强度次强的簇头节点信息为备用簇，维护多条路由。（3）在数据传输阶

5、段，簇内普通节点采用基于TDMA的元数据协商机制与簇头节点通信，减少节点能量的浪费。本文借鉴当今先进的通信协议软件协议形式化开发模式，采用成熟的商用协议软件开发平台TelelogicTau，使用其中的SDLSuites工具集对CNEARP路由协议进行形式化设计并详细阐述设计工作过程。以CNEARP路由协议SDL形式化描述为基础，进行协议仿真验证以及协议TTCN一致性测试，结果表明CNEARP路由协议设计符合规范一致性、逻辑可靠性和可维护性。关键词：无线传感器网络；路由协议；CNEARP；形式化描述；一致性测试{I{万方数据摘要AbstractWirelessSens

6、ornetwork(WSN)，whichismadebytheconvergenceofsensor，nestedcomputation,networksandwirelesscommunicationtechnologies,isanoveltechnologyaboutacquiringandprocessinginformation.Itisalate-modelwirelessnetworksofin-frastructurelessnetworkandcanbeusedfortesting,sensing,collectingandprocessingin

7、formationofmonitoredobjects.WSNisanewresearchareaofcomputerscienceandtechnologyandhasawideapplicationfuture.Bothacademiaandindustriesareveryinterestedinit.Thisdissertationstartswiththebasicconceptofwirelesssensornetworks,andthenanalyzesandtypicalhierarchicalroutingprotocol-leach.This