矿山井下无线传感器网络多径路由协议的研究

《矿山井下无线传感器网络多径路由协议的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、0作者：高莺导师：万里冰北京交通大学2010年6月芸““IqltlLIillll／1111／11I[111111111LlllllllqlllY1780961学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通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，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)⋯一繇岛鸢签字日期：乒9l汐年占月f岔日导师签名：巧呵印卜签字日期：

2、训移年6月cy日’。●]l●、，Illll中图分类号：TP212UDC：62l学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文矿山井下无线传感器网络多径路由协议的研究ResearchonMulti—PathRoutingofWirelessSensorNetworksforUndergoundMine作者姓名：高莺导师姓名：万里冰学位类别：工学学号：08121935职称：副教授学位级别：硕士学科专业：检测技术与自动化装置研究方向：智能化测控技术北京交通大学2010年6月’●致谢在论文即将完成之际，对那些曾教导我的师长、帮助

3、我的朋友、支持我的亲人，表示诚挚的感谢。首先要感谢直接关心我论文选题、研究和撰写的导师，在此向万里冰老师表示深深的感谢和崇高的敬意。万老师渊博的专业知识、严谨求实的治学态度以及。孜孜不倦的科研精神一直激励着我前进，不论在学业还是做人上，老师的言传身教都将使我终生受益。其次要感谢中科院计算技术研究所的刘强老师，感谢刘老师让我加入计算所无线传感器网络的研究，一年多来，老师在科研上给予我很大的帮助，正因为他的指导让我顺利完成了课题的研究。还要感谢实验室的老师们：王爽心老师、田颖老师、杨江天老师、刘如九老师，谢谢你们在我求学过程中给我的

4、关怀和帮助，你们的教诲将成为我人生中的宝贵财富。再要感谢百思论坛的网友，感谢你们无私提供的资料和解答帮助，使我在NS的学习和使用中少走了很多的弯路，顺利完成了仿真的需要。最后，我要感谢我的父母。感谢他们对我生活上无微不至的关怀和学业上无怨无悔的支持，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业，谨以此文献给他们!⋯一中文摘要煤矿环境复杂多变，造成了煤矿开采过程中的不安全性，经常导致恶性事故的发生。目前，我国的煤矿安全生产形势十分严峻，特别是近年来重大矿难时有发生，造成了巨大的生命和财产损失。现有的煤矿安全监控系统因为存在各种不

5、足，已经无法满足日益严格的安全生产需求，迫切需要对其进行改善。跟踪定位技术是提高煤矿安全生产的主要方法之一，在发生矿难时，通过人员的跟踪定位能够及时准确地制定营救计划，使伤亡程度降到最低。其中如何从多径路由角度提高“矿山井下人员与搜救通信系统”的可靠性是本文研究的重点，为此本文主要开展了以下研究工作：1．本文对现有数据可靠传输方法和路由算法进行分析，总结出各自优缺点和需要改进的地方，为设计性能更好的路由算法提供理论基础。在多径路由算法理论研究方面，本文做了如下两方面工作：首先，利用可靠性理论对两种多径路由类型的可靠性进行了分析，

6、计算结果表明：在无线链路不稳定的情况下，相交多路径路由算法可以提供更多的路径冗余，因此具有更高的稳定性，而且无线链路越不稳定，相交多径路由算法的可靠性越高。其次，本文对多径条数及路径跳数进行了最优值分析，通过理论计算及仿真分析得出：基于“最短路径”的多径路由算法，具有更高的数据传输可靠性。2．在AODV路由思想的研究基础上，本文提出了一种基于最小跳数的相交多径路由算法(MHBMP)。首先，通过建立距离汇聚节点的最小跳数场，控制路由请求消息(RREQ)的广播方向，避免了泛洪协议(Flooding)造成的信息爆炸。一．其次，MHBM

7、P算法设计了节点接收路由请求消息的延迟机制，节点能够根据自身的剩余能量和当时的负荷情况，决定加入路由的延迟时间，通过这种方法可以使网络中的能量消耗更平均，负载更均衡。最后，在路由选择过程中，本文提出了一种针对路径节点关键能量的计算方法，节点依据关键能量比值选择最优路径来传输数据，实现了均衡节点能耗，构建可靠且能量平衡网络的目的。此外，本文还设计了适用于该算法的局部修复机制，最大程度地增强了数据传输的可靠性。3．本文详细描述了MHBMP路由算法的实现过程，并利用网络仿真工具NS2对该算法的性能进行评估。从传输可靠性和能量有效性两个

8、角度，以及投递率、时延、路由开销和节点生存时间等四个方面，将MHBMP算法与现有的路由协议进行了比较，验证了本文所设计算法的有效性和可靠性。关键词：无线传感器网络：多径路由；MHBMP算法；能量消耗：可靠性分类号：TP212ABSTRACTItisknownth