面向物联网的无线传感器网络节能策略研究

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1、中图分类号ＴＴ３９）论文编号１０００３４１．６０学科分类号５２０？密级。６０９９＊藝义涛嗦乂净ｔｉａｎｊｉｎｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩＨｈｉｒ硕ｊ：专业学位论文■￣＂＇＞ｌｉＴ編観ｆ誦Ｊ加棚薦ＩＴｉＴＭｌ警面向物联网的无线传感器网络节能策略研究ＴｈｅＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＥｎｅｒＥｆｆｉｃｉｅｎｔｇｙ－Ｓｔｒａ化ｉｅｓｏｆＷＳＮ化ｒＩＯＴｇ、ＯｆｉＳＵＯＭｌｄｉＳｉｌｌＩ＊？‘题；剧斷工程硕±Ｖ网匯斷员ｉｆｌ计算机技术＾ＺＺＺＩＩＺ＾

2、Ｈ■法ｚｉｌ巧ＥＨ宋孝东■卻Ｊｉｄ张德干教授？＾％＞＾春叶节川．二０—－天津理工大学研究生院六年Ｈ月中图分类号TP393论文编号1006016-0341学科分类号520.6099密级天津理工大学研究生学位论文面向物联网的无线传感器网络节能策略研究（申请硕士学位）学科专业：计算机技术研究方向：无线传感器网络作者姓名：宋孝东指导教师：张德干2016年3月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster’sDegreeTheResearchonEnergyEfficien

3、tStrategiesofWSNforIOTByXiaodongSongSupervisorDeganZhangJanuary2016棘准Ｉ巧声巧本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的硏発１１：作和取、得的研光成果，，除了文中恃别加Ｗ标注和致谢之处外论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成巧，也不包含为获得义津理工大学或一其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与巧问工作的同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作丫巧确的说明并表示了谢意。学位冷丈作者签义：签章日期：年月５口家＾学化冷文敕托化巧援权考本学位论文作者完全

4、了解义津理工大学有关保巧、使用学位论文。工大ｉ的规定特授权天津理学可ｔｌ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、、，并乗用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编，＾。＾＜供查阅和借阅同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复本和电子＾文件。Ｃ保密的学位讼文在解密后适用本授权说明）＾名学侄如文作者签名：导巾签；签李ｑ期ｉ。年月５句签李ａ期ｔ之年＾月５可２《ｊ旅摘要作为物联网的核心技术之一，无线传感器网络在各个领域的应用越来越广泛，它是由许多的自组织的传感器组成的，有一定的无线通信能力，通过节点自身的组织协调构建无线传感器网络，将

5、各终端监测的有效信息收集起来，发送给应用者。但对于无线传感器网络，其能耗的局限性也十分明显，制约了其进一步发展应用，本文便是主要针对无线传感器网络的节能策略进行的研究。在无线传感器网络中，为了更好的平衡全网络的能量消耗，减少能量空洞，控制网络“热点”问题，使网络生存周期更长，本文研究设计一种基于距离和网络区域划分的非均衡分簇协议（UCNDD），在本文设计模型中，由于全网络的节点数据最后都要通过临近基站的节点，这一区域能量消耗较快，所以本文定义一个以基站为圆心的环形节点临域，根据距离基站节点的距离将节点分域，这部分节点仅作为与基站节点联系的节点，其余范围的节点按本文

6、优化的分簇路由协议，采用定时机制建立簇，减少了分簇重构的能量消耗，并设定节点不同的竞争半径，使整个网络呈现不均等的分簇，更有利于网络能量消耗的均衡，在发送信息路径选择上，亦综合考虑了簇头节点的能量，距离及节点度信息，来选择下一跳节点，建立传送消息到基站的路径。实验证明，本协议有效的延长了网络生存时间，均衡了网络的能耗。在无线传感网络（WSN）的媒质访问控制层（MAC,mediumaccesscontrol），基于节点周期性侦听/休眠的调度机制，是一种节约节点能量消耗的有效方式。为了降低网络节点无效侦听的能量消耗，在保证数据传输的情况下降低节点占空比，本文在异步MA

7、C协议的基础上进行改进，设计一种可以自适应更新的基于预测节点醒来时间的低占空比无线传感网络节能MAC协议(AP-MAC)。在本协议中，所有节点不在同一周期内醒来侦听并发送数据，而是根据设定的算法随机在各时间段醒来，这样就避免了所有节点同周期醒来容易造成的碰撞，串音，浪费更多的节点能量。为了确保网络数据的可靠传输，发送数据节点会根据目标信标计算预测出对应的接收节点的醒来时间，以保证发送节点在接收节点醒来时及时唤醒，与接收节点建立连接并发送数据。同时，针对网络的动态变化，加入几种自适应更新的机制。通过仿真实验证明，改进后的协议有效的降低了网络节点的总体占空比，提高了数

8、据的可靠传