无线传感器网络路由算法与能耗模型研究及仿真

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1、中图分类号：ＴＰ２１２密级：公开ＵＤＣ：本校编号：翁Ｗ交４乂攀工程硕±学位论文无线传感燕？网络路由异法与能耗论文题目．模型研究及仿真研究生姓名：练看翔学号：０６１３Ｑ１６８学校指导教师姓名：杜永文职称：副教授级工程师企业指导教师姓名；尤良；高职称：计算机技术申请学位工程领域名称２０１６．０４２０１６．０６论文提交日期：：论文答辩日期独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加！Ｕ标

2、注和致谢么处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰州交通大学或其他教育机构的学位或证书一而使用过的材料。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作了明确的说明并表示了谢意。口学位论文作者签名签字曰期；２）各年月巧曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留。、使用学位论文的规定特授权兰州交通大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进巧检索、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查陶和借阅。同意学校，并采用影印向国家有关部口或机构送交论文的复印

3、件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）－＇＾Ｖ，－Ｌ３：学位论文作者签名、Ａ名翁导师签讀３了ｏｌｉｉ２；年字；签字曰期月曰签曰期（年月曰２巧４ｊ工程硕士学位论文无线传感器网络路由算法与能耗模型研究及仿真Researchandsimulationonroutingalgorithmandenergyconsumptionmodelinwirelesssensornetworks作者姓名：练云翔工程领域：计算机技术研究方向：无线传感器网络学号：06130168校内导师：杜永文企业导师：尤良完成日期：

4、2016.04兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学工程硕士学位论文摘要无线传感器网络是以传感器技术、通信技术、计算机技术为基础的现代信息技术，在军事、农业、环境监测、医疗卫生、工业、智能交通、建筑物监测、空间探索等领域有着广阔的应用前景和巨大的应用价值，被认为是未来改变世界的十大技术之一。同时，无线传感器网络也是能量严重受限的网络。由于传感器节点的能量有限，无线传感器网络的路由、数据融合、定位和时间同步等研究都要考虑到节点的剩余能量。节点的剩余能量可以通过能耗模型计算得出，能耗模型是无线传感器网络的

5、研究重点之一。在能量有限的无线传感器网络中，对无线传感器节点能量消耗的监测非常重要，无线传感器节点的能耗模型是能耗监测的理论基础。以农业灌溉系统为例，对农业应用领域，提出了面向农业的无线传感器网络节点设计、部署设计、路由设计和控制端设计。并针对路由节点异常问题，提出了一种面向农业的无线传感器网络路由恢复算法。在能耗模型研究方面，针对无线传感器网络节点硬件的模块划分，尤其针对处理器、模数转换器和存储器等模块，改进了现有的无线传感器节点能耗模型。根据能耗模型设计了TinyOS2.x的能耗计算组件，能耗计算组件基于参数化方案设计，能够支持多种

6、类型传感器节点的能量监测。现有的TinyOS2.x仿真工具TOSSIM只能在字符界面中进行无线传感器网络仿真，必须根据字符界面的消息获知节点的运行情况。并且TOSSIM还不具备对节点能量监测的功能。为了改进现有TOSSIM的不足，根据改进的能耗模型，提出了一种无线传感器节点的剩余能量计算算法。根据剩余能量计算算法，设计了可计算节点剩余能量的TinyOS2.x剩余能量计算组件和传感器节点应用程序，并通过Qt软件开发技术设计了图形化仿真软件。图形化仿真软件通过读取传感器节点应用程序消息获得节点的信息，并在无线传感器网络仿真过程中显示各个传感

7、器节点的通信和剩余能量情况。对面向农业的无线传感器网络路由恢复算法和动态源路由算法分别进行仿真。仿真结果表明，在路由恢复过程中，面向农业的无线传感器网络路由恢复算法通信数据包数量比动态源路由算法更少，可以降低节点的通信能耗。为了验证能耗模型，在TinyOS2.0的上实现无线传感器节点能耗仿真功能。同时，在仿真平台和真实硬件平台上进行能耗数据采集，通过仿真与实测数据对比，说明了能耗模型的有效性。对图形化仿真软件进行测试验证，测试表明图形化仿真软件可以直观、准确的对无线传感器网络进行仿真。关键词：无线传感器网络；路由恢复算法；动态源路由协议

8、；能耗模型；传感器；TinyOS；TOSSIM论文类型：应用研究-I-兰州交通大学工程硕士学位论文AbstractWirelessSensorNetworksaremoderninformationtech