基于地理位置的WSN拓扑控制技术研究

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1、分类号：TP393UDC：004密级：编号：知lll了了l工学硕士学位论文基于地理位置的WSN拓扑控制技术研究硕士研究生：翟普指导教师：张德育教授学科、专业：计算机应用技术沈阳理工大学2014年3月分类号：TP393UDC：004密级：编号：工学硕士学位论文lIIIIIIIIIIIIIIIIIIlUIIY2554203基于地理位置的WSN拓扑控制技术研究硕士研究生：指导教师：学位级别：学科、专业：所在单位：论文提交日期：论文答辩日期：学位授予单位：翟普张德育教授工学硕士计算机应用技术信息科学与工程学院2013年

2、12月19日2014年03月03日沈阳理工大学ClassificationIndex：TP393U．D．C：004AThesisfortheMasterDegreeofEngineeringResearchonTopologyControlTechnologyofWSNBasedonLocationCandidate：ZhaiPuSupervisor：Prof．ZhangDeyuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ComputerAppl

3、icationTechnologyDateofSubmission：December19，2013DateofExamination：March3，2014University：ShenyangLigongUniversity沈阳理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用己在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，

4、均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：弼酱日期：乃f分年弓月J)，日夕1，J厶，，，’学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解沈阳理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：沈阳理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、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：弼青指导教师签名：渤鳓

5、日期：乃仲，；、J>日期：印似另么沈阳理工大学硕士学位论文摘要无线传感器网络集传感器技术、嵌入式技术、无线通信网络技术于一体，在军用和民用领域中发挥着巨大的作用，受到越来越多的重视和研究。传感器网络中的节点一般采用电池供电，能量有限且通常工作在较为危险、复杂的地理区域，节点的电池得不到及时的更换和补充。因此，降低节点能耗、延长网络生存周期是无线传感器网络设计的重要目标。而良好的网络拓扑控制技术有利于节点节省能量来延长网络生存周期。因此，网络拓扑控制是实现这一目标的重要技术之一。网络拓扑控制是指在满足网络覆盖度和

6、连通度的前提下，通过功率控制和骨干节点选择，剔除节点之间不必要的通信链路，形成一个数据转发的优化网络结构。良好的网络拓扑结构和拓扑控制技术，能够提高路由协议和MAC协议的效率，有利于节省节点的能量来延长网络的生存周期。本课题以无线传感器网络为背景，研究无线传感器网络拓扑控制技术。解决节点能量消耗过快而降低网络生存周期的问题。所取得的成果包括以下几个方面：(1)针对LEACH算法中孤立地理位置信息而使分簇不均匀的问题，本文在研究GAF算法中虚拟网络划分的基础上，设计了正六边形分簇方法，该方法能够达到分簇均匀且降低

7、能量消耗的目的。(2)针对现今算法中未考虑节点剩余能量等因素，致使某些剩余能量偏低的节点担任簇头而过早死亡的问题，本文在选择簇头时综合考虑了节点剩余能量，节点度以及节点成为簇头的次数三个因素，以解决簇头会过早死亡的问题。(3)针对LEACH算法未考虑节点间的路由传输策略，节点直接和基站进行通信，造成能量消耗较大而过早死亡，从而降低网络生存周期的问题，本文在研究最小生成树算法和MTE算法的基础上，分别设计了簇内和簇间通信策略，以达到减小网络通信能量消耗，从而延长网络生存周期的目的。在此基础上，利用仿真工具NS2进

8、行仿真分析，仿真结果表明该拓扑控制算法能很好的适用于大规模网络，平衡了节点能量，延长了网络生存周期。关键词：拓扑控制；地理位置；正六边形分簇；剩余能量；最小生成树沈阳理工大学硕士学位论文AbstractIntegratingofthetechnologiesincludingsensortechnology,embeddedtechnology,wirelesscommunicatio