无线传感器网络极大生命周期路由研究

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1、无线传感器网络极大生命周期路由研究中文摘要无线传感器网络极大生命周期路由研究中文摘要无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)，是一种自组织的，由大量传感器节点构成的网络，它结合了传感器技术、无线通信技术和分布式计算技术等，能够实时的监测、采集和处理各种监测对象的信息，在工业生产、环境监测、军事等领域具有十分广阔的应用前景，引起了各行各业的高度关注。路由问题是无线传感器网络的核心问题，好的路由协议能够节约能量，优化网络结构，延长网络生命周期。本文首先针对WSN中的精确数据收集，提出了一种基于树结构的路由协议MLT(MaxLifetimeTree)，协议以一棵最小功

2、率生成树为基础，在收集数据过程中不断统计节点剩余能量大小，并根据sink中阈值优化树结构。阈值取值的合理性有效避免了因过于频繁变更树结构导致的额外能量消耗，延长了网络的生命周期，仿真实验验证了协议的有效性。随后对MLT进行了改进，使得阈值能够根据网络情况而动态变化，使得网络结构更加合理。本文还针对非精确数据收集提出一种路由协议MLT-BC(MaxLifetimeTreeBasedonCluster)，它将网络分为两层，高层采用树结构，低层采用簇结构，并有相应的树结构优化机制和簇首变更机制，能够有效的均衡网络负载。仿真实验表明MLT-BC有较好的性能，大幅度延长了网络的生命周期。关键词：无线

3、传感器网络，路由协议，生命周期，树结构，分簇。作者：李硕指导老师：樊建席AbstractResearchonMaximalLifetimeRoutinginWirelessSensorNetworkResearchonMaximalLifetimeRoutinginWirelessSensorNetworkWirelessSensorNetwork(WSN)isconsistedofalargeamountofsensornodes，allofthesenodesformanetworkbyself-organization．Itcombinessensortechnology，wirel

4、esscommunicationtechnologyanddistributedcomputingtechnology．Ithasaverywideapplicationprospectinindustrialproduction，environmentalmonitoringandmilitaryfield．RoutingprotocolisaveryimportantresearchfieldinWSN，becausegoodroutingprotocolcanmakeuseoftheenergyefficientlyandoptimizethenetworkstructuretopr

5、olongthelifetimeofthenetwork．ThisthesisputsforwardadistributedspanningtreeprotocolMLTforaccuratedatacollectioninwirelesssensornetwork．MLTisbasedonaminimumpowerspanningtree，itgathersthesizeofnodes’residualenergyintheprocessofcollectingdatatoidentifybottleneckandcompareswiththethresholdstoredinthesi

6、nk．Simulationshowsthatareasonablethresholdiseffectivetoavoidadditionalenergyconsumptioncausedbythetreestructure’Sfrequentlychangingandcanprolongthenetworklifetimeeffectively．ThenweimprovetheMLTprotocol，whichmakesthethresholddynamicallyaccordingtothescenarioinWSNandthusthestructureofWSNbecomesmorer

7、easonable．ThenthethesisintroducesaroutingprotocolMLT-BCforWSN’Sinexactdatacollection．Itdividesthenetworkstructureinto2layers，inwhichthehigheroneusestreeandtheloweroneusescluster．MLT·BCcanoptimizethetreesU'ucturea