能耗均衡的无线传感器网络分簇协议的研究

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1、分类号ＴＰ３９３．１；单位代码：１０３６１姜获化义乂學？ＡＮＨＵＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ．■论文題目；能耗均衡的无线传感器网络分簇协议的阱究－．■—作者姓名：陈龙专业名称；计算机技术导师姓名：朱晓娟副教授完成时间—：二〇六年六月：；ＴＰ巧３．１论文编号中图分类号学科分类号：５２０３０４０密级：公开安徽理王大学硕壬学位论文能耗均衡的无线传感器网络分簇协议的研究作者姓名：隆龙专业名

2、称：计算机技术研究方向：无线传感器网络导师姓名：朱赔娟副教授导师单位：安徽理工大学答辩委员会主席：尹玉龙论文答辩日期；２０１６年６月４日安徽理工大学研究生处與１６年６月６曰ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｉｎｃｏｍｕｔｅｒ化ｃｈｎｏｌｏｐｇｙＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｔｉｏｎｂａｌａｎｃｅｄｃｌｕｓｔｅｒｉｎｒｏｔｏｃｏｌｆｏｒｐｇｐＷＩｋＩｃｓｉｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＣｈｅｎＬｏｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏ

3、ｒ：ＺｈｕＸｉａｏＪｕａｎｐＣｏｍｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｉｎｅｅｒｉｎＳｃｈｏｏｌｐｇｇＡｎＨｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．１６８ＳｈｕｎｅｎＲｏａｄＨｕａｉｎａｎ２３２００１．ＣＨＩＮＡ，义，ｇｇ，，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作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方！＾乂外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，化不包含为获得安徽理工大学或其他

4、教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本巧究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：．＼日期：月日节和么＾年＿（＿Ｊ学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽埋工大学有保留、使用学位论文的规定，即：巧究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于安徽理工大学。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磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学可１＾将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行栓索，可Ｌ乂采用影印、缩印或

5、扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：签字日期：年＆月《日导师签名：＾＾＾签字日期；＞＞１焊Ｉ月巧＾４＾摘要摘要无线传感器网络（ＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋ是由大量的廉价的、无处不在的、）具有无线通信能力、计算能力的传感器节点构成的无线自组织网络系统，其作用是获取监测对象的数据信息，并且将收集的数据实时是发送给用户。无线传感器网络结构简单、造应环境能力强、部署简单等优良特点，很好的满足了人们在多数环境下获取数据

6、的需求。无线传感器网络可Ｗ被运用在环境监测、灾难救助、军事、医疗、工业等领域。由于传感器能量有限性，致使无线传感器网络持续运行的时间有限。而在无线传感器网络中传输数据耗能严重，不合理的路由协议会加剧能量的消耗，因而研究无线传感器网络的路由协议十分重要。本文介绍了无线传感器网络路由协议的作用，侧重于分析平面路由和层次路由，突出了分簇路由的优势。其次着重的分析了ＬＥＡＣＨ协议，并且针对其存在的问题做了Ｗ下改进：第一ＬＥＡＣＨ协议中的簇首数是理想情况下的期望值到实际环境，没有考虑的复杂性。本文结合

7、实际环境下限制因素，计算了网络中的合理簇首数。第二ＬＥＡＣＨ协议在簇首的选举上没有考虑到节点密度因素，致使簇类分布不均。传感器节点的分布不均，也导致每个簇类区域内的节点数量不平衡，使得部分簇类区域内的簇首负载严重能量消耗过快。本文提出了基于网络节点密度的网格区域划分法，可Ｗ合理的划分簇类区域。分布均匀的簇类区域可Ｗ有效的均衡网络负载。，提高网络能量的运用效率第Ｈ阐述了ＬＥＡＣＨ协议的算法思想，在闽值公式中引入剩余能量和节点密度因素，提高了剩余能量较多、邻居节点较多的节点当选簇首节点的机率，合理化

8、了选举簇首节点的选择。第四针对簇首与Ｓｉｎｋ节点直接通信导致的簇首能消耗严重的问题。采用了＂＂＂＂单跳数据传输与多跳数据传输结合的混合数据传输模式。最后运用ＮＳ２仿真平台，对改进后的协议与ｌｅａｃｈ协议进行仿真比较，得出改进后的协议在网络生命周期