基于能耗均衡的无线传感器网络路由协议研究

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1、、开ＴＰ３０３么分类号：密级：ＵＤＣ１０１４２：单位代码；化媒Ｊ寺夫舊硕壬学位论文基于能耗均衡３的无线传感器网络路由协议研究ＩＩ纖．１－’－．．—－？．．．－‘．．．＇，－‘一－、占＇．？？．？学号．２０１３４４３作春刘静学位类别：工程硕击领域：通信工程论义类型：研究论文２０１６年０２月２６日沈阳工业大学硕士学位论文基于能耗均衡的无线传感器网络路由协议研究ResearchonRoutingProtocolofWirelessSensorNe

2、tworksBasedonEnergyConsumptionBalance作者：刘静单位：信息科学与工程学院指导教师：李晖副教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：单位：单位：论文答辩日期：2016年2月26日学位授予单位：沈阳工业大学独创巧说明本人郑重声明；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｜＾｜标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写的研巧成果，也不包含为获得沈阳工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了

3、谢意。０’，：刮焉曰期：＞？签名；＾１关于学位论文使用授权的说明本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳王业大学有关保留、使用学位论文的规定，即；学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权沈阳工业大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流，可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。（保密的论文在解密后应麵此规定）；．签名；古＾导师签名Ａ日期；＞Ｕ叫摘要无线传感器网络作为一种新兴的信息获取技术，它与塑料电子学、仿生人体器官并称为全球未来三大高科技产

4、业。由于传感器通常由大量微型传感器节点组成，且这种微型传感器节点能量有限，一旦布设，节点的电源将不能被更换，因此能量成为无线传感器节点最重要的资源。所以设计一个有效节约能量，延长网络生命周期的路由协议成为了无线传感器网络的研究重点。本论文仔细分析了LEACH路由协议，它作为一种经典的分层路由协议，工作过程分为簇的建立和稳定数据传输两个阶段。在LEACH算法中，簇头的选举是随机的，没有考虑节点剩余能量和距离基站距离等因素，造成簇头选举不合理和网络能耗不均衡的问题。本文为提高无线传感器网络的生命周期，在LEACH协议的基础上做了两个方面的改进，提出了DL-LEACH路由协议算法

5、。在簇的建立阶段，该协议对节点进行分簇选出层次一簇头，在选举时引入节点剩余能量、邻居节点个数和信号发射功率强度因子，层次一簇头负责接收节点信息并将数据融合后转发给层次二簇头。然后在所有非层次一簇头节点中选举出层次二簇头，选举时考虑节点与基站距离和周围链路状况，它们负责将层次一簇头发送过来的数据包转发给SINK节点。然后基于簇头不同任务造成的能量消耗，求解出整个网络能量消耗最小时最优簇头个数。通过仿真实验，表明DL-LEACH的网络生存周期比LEACH延长了75%，节点能耗更加均衡。在进一步改进的LEACH算法中，簇头与基站直接通信进行稳定的数据传输，如果两者距离较远，则会给

6、簇头带来较大的能量损耗，本文采用单跳和多跳结合的策略，合理选择最优跳数和下一跳距离，这样能有效地降低节点传输能耗，保证整个网络负载的平衡。经过仿真实验的证明，改进的LEACH算法降低了总的节点的能量消耗，数据传输总量提高了5倍。关键词：无线传感器网络，LEACH算法，节点剩余能量，网络生存时间IAbstractWirelesssensornetworkasanewinformationacquisitiontechnology,withplasticelectronicsandbionichumanorgansknownastheworld'sthreemajorhigh-

7、techindustriesandbelievedtobeoneofthetenmajortechnologiesinthefuturetochangetheworld.Wirelesssensornetworkhaveahighvalueinthefieldofclimatemonitoring,military,environmental,spaceexplorationandotherfields.Becausewirelesssensornetworksareusuallycomposedofalargen