wsn中一种改进gaf的能量有效路由算法研究

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1、密级：公开中图分类号：TP393硕士学位论文WSN中一种改进GAF的能量有效路由算法研究研究生：朱泽鹏导师：周新莲学科：软件工程研究方向：无线传感网络2018年5月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterResearchofanenergy-efficientroutingalgorithmbasedonimprovedGAFinWSNCandidate：ZhuZepengSupervisorandRank：Prof.ZhouXinlianWSN中一种改进GAF的能量有效路由算法研究学位类型学术型学位作者姓名

2、朱泽鹏作者学号15010502006学科（专业学位类别)软件工程研究方向（专业领域)无线传感网络导师姓名及职称周新莲教授实践导师姓名及职称所在学院计算机科学与工程学院论文提交日期2018年5月27日学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了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个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者

3、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。本人授权湖南科技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。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,WSN)是一种分布式传感网络。WSN中的传感器通过无线方式通信，因此网络设置灵活，设备位置可以随时更改，还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。通过无线通信

4、方式形成一个多跳自组织网络。目前，无线传感器网络广泛地应用于国防军事、环境监测等行业中。根据WSN特点，WSN一般能够部署在环境比较恶劣的环境中，完成一般计算机网络无法胜任的应用。本文首先对WSN中的经典算法（LEACH算法与GAF算法）进行剖析，LEACH算法是一种以最小化传感器网络能量损耗为目的分层协议。该算法通过随机选择簇头节点，平摊网络中能量损耗，达到有效地利用能量进行数据收集的目标。GAF算法是一种利用节点地理位置进行分簇，并对节点选择性地进行休眠的路由算法。在GAF算法中，网络中的节点通过协商确定哪个节点激活、关闭、睡眠，节点通

5、过变换角色平衡能量的消耗，利用这种方式，GAF算法延长了网络的寿命。但是GAF算法没有对簇头节点作出优化，这样容易导致某块区域内节点会提前死去。其次本文阐述了IGAF(一种改进后的GAF算法)，IGAF是一种基于距离跟能量综合进行选择的算法。与LEACH和GAF想法相比，IGAF算法在簇头间数据路由做了一个最优路由选择，通过这种方式，IGAF算法能更加均衡利用网络中的能量，延长网络生命周期。IGAF算法分为：单元格划分、簇头节点选择、簇头间的数据传输三个阶段。单元格划分就是将整个网络划分成边长相等的虚拟单元格；簇头的选举阶段中，节点会周期性

6、进行发现、活动以及睡眠三种状态转换；簇头间数据的传输阶段中，传感器网络会从节点剩余能量以及该节点与当前节点距离的投影两个因素中进行考虑，选择出一条最优路径。最后通过MATLAB对这三种算法做了仿真实验分析，比较了三种算法在每轮循环中剩余节点数目以及剩余能量。通过实验对比，发现IGAF算法比LEACH算法以及GAF算法在每轮循环中存活节点数目以及剩余能量都要高。关键字：无线传感网络；能量消耗；分簇；数据传输iAbstractWirelessSensorNetworks(WSN)isadistributedsensingnetwork.Thes

7、ensorsinWSNcommunicateinawirelessway,sothenetworkisflexible,thelocationofthedevicecanbechangedatanytime,anditcanalsobewiredorwirelesslyconnectedtotheInternet.Amultihopadhocnetworkisformedthroughwirelesscommunication.Atpresent,WSNiswidelyusedindefense,military,environmental

8、monitoringandotherindustries.AccordingtothecharacteristicsofWSN,WSNcangenerallybedeployed