无线传感器网络能量有效性研究

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1、分类号密级ＵＤＣ编号禾中钟據大為硕±学位论义？．￥无线媒成系巧洛能量有换牲研完学位申请人姓名；Ｍ申请学位学生类别：工巧巧壬申请学位学科专业：计义机拔朱指导教师姓名；浪；音因乂装％踢壬学社论义＇ＭＡ＇Ｓｎｒ－ＲＳＴＨｈＳＳ＃Ｉ硕±学位论文无线传感器网络能量有效性研究论文作者：綺羊指张清国副教授学科专业：计算机技术研究方向：无线传感器网络华中师范大学计辯ｆｌ学院２０１６年５月硕壬学试琼文ＳＴＥＲＳＴｉｔＳ＃ＭＡｔＬＳＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＥｎｅｒｇｙＥｆｆｉｃ

2、ｉｅｎｃｏｆＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒｙＮｅｔｗｏｒｋＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄｉｎＰａｒｔｉａｌＦｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅＲｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔＦｏｒｔｈｅＭ．Ｓ．ＤｅｇｒｅｅｉｎＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅＢｙＹａｎｇＹａｎｇＰｏｓｔｒａｄｕａｔｅＰｒｏｒａｍｇｇＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｕｔｅｒｐＣｅｎｔｒａｌＣｈｉｎａＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｉＺｈ－Ｓｕｐｅｒｖｓｏｒ：ａｎｉｎｕｏｇＱｇｇＡｃａｄｅｍｉｃＴｉｔｌｅ：ＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆｅｓｓｏｒＳ

3、ｉｎａｔｕｒｅ／／ｇ／＇ＡｐｐｒｏｖｅｄＭａ２０１６ｙ，‘／ｐｍ＼射？ｆ枉论义ＭＡＳＴＥＲＳｉｍ；ＳＩＳ华中师絶大学学化冶文居创牲考巧和使巧援权说巧度创牲＞巧：所呈交的学位论文本人郑重声明，是本人在导师指导下，独立进巧研究工作所取得的研巧成果。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巧成果。对本文的研究做出贡献的。个人和集体，均己在文中从明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担作者签名；曰期：年月０文曰杨必《畔ｆ学化冷文化权使巧援权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位

4、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脱允许论文被查阅和借阅。本人授权华中师范大学可Ｗ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Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研巧所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。＾的作者签若：＜导师签名损＾：許句日期：年０月於目日期：心作月山）（《［＂＂本人己经认真阅读ＣＡＬＩＳ窩校学位论文全文数据库发布章程，同意将本＂＂＂人的学位论文提交ＣＡＬＩＳ高校学位论文全文数据库中全文发布，并

5、可按章＂一二程中的规定享受相关权益。同意论文提交后滞后；□半年；□年；□年发＾布。作者签名：杨评＊师签名：別曰期：把０《月化曰曰期这户餐《月（（年歸女学短雜文ＳＴＳＴｉ＃ＭＡＩＲＩｌＳＩＳ摘要ＷＳＮ是一种主要面向任务的智能网络系统无线传感器网络，其具有自狙织（）性，它的主要功能是感知、采集、处理和传输网络中的数据等。ＷＳＮ具有相当广阔的应用前景，目前己在民用、军事和工业等诸多领域投入使用。由于其存在巨大的科学研究意义Ｗ及应用价值，在世界各国已受到了工业界、军事国防和学术界等领域极大的关注和重视。ＷＳＮ中的节点通常使用电

6、池供电，能量十分有限，且为传感器节点更换电池或者补充电量凡乎是不可能的。由于能量对整个ＷＳＮ的生命周期具有决定性的影响，因此如何优化网络中的能耗使其能量得到有效利用已是当前ＷＳＮ急需解决的问题。本文对提高ＷＳＮ能量效率的数据压缩、睡眠调度、数据融合、拓扑控制、能量收集、能量高效路由设计、功率控制等方法进行了阐述。对无线传感器网络中节点的各功能模块和网络协议找中的各层分别进行了能耗分析，分别提出了相应的节能策略。本文在基于无线传感器网络能量有效性研巧的基础上，对经典的基于多簇结构的ＬＥＡＣＨ协议进行了研巧，针对本文中提出的不足，对ＬＥＡＣＨ算法进巧

7、了改进，其改进算法的主要工作如下：首先，改进算法中将节点的剰余能量作为权重参数引入到簇头选举方案中，使剰余能量偏多的节点有更大的概率当选簇头。，从而有效均衡网络能耗其次，改进算法中引入最优簇头数的概念并对其数量进行计算，Ｗ避免监测覆盖区域中簇头个数过多或过少的问题。再化当簇头与基站采用多跳通信的形式进行数据传输时，将权值函数引入一跳路由节点选择方案中Ｊ。到簇头节点的下，＾ｌ节省网络的整体能ｉ耗最后，在ＭＴＡＬＡＢ平台上进行仿真实验，并对ＬＥ