无线传感器网络在线编程方法的研究

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1、浙江工业大学硕士学位论文无线传感器网络在线编程方法的研究作者姓名：郑书声指导教师：王卫红教授、王春平讲师浙江工业大学计算机科学与技术学院2013年4月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterResearchonReprogramminginWirelessSensorNetworksCandidate：ZhengShushengIIllIlllllullIIIIIIllllllIlllIIIlllllIY2411582Advisor：WangWeihong，WangChu

2、npingCollegeofComputerScienceandTechnologyZhejiangUniversityofTechnologyApr．2013浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：鬟’易声日期：撇岁月)胡学位论文版权使用授权书本学位论文

3、作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本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、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。，2、不保密肌(请在以上相应方框内打“、／”)日期：勘6年r月z少曰日期：讪阵岁月7汨浙江工业大学硕士学位论文无线传感器网络在线编程方法的研究摘要在线编程是指通过无线传输程序镜像到网络中的节点，以达到更新节点功能的目的。本文针对在线编程过程中节点能耗不平衡，不能针对目标节

4、点进行功能更新等缺点，在Deluge的基础上提出了多源节点在线编程方法和目标节点在线编程方法。多源节点在线编程方法通过在网络中部署多个源节点，使得目的节点在获取代码时能够选择通信跳数较少和链路质量较高的源节点，从而降低能耗和完成时间。本文研究应用了五种多源节点的部署方式：随机部署、最大跳数部署、连通支配集内随机部署、连通支配集内最大跳数部署、平均分割部署。在基于TelosB节点的物理实验中，多源节点与单源节点相比，在线编程完成时间平均减少20．4％，数据包收发数量平均减少23．5％。仿真实验对比了五种源节点部署方式的性能优劣，实验结果表明，在节点网格分布网络中，源节点平均分割

5、部署方式取得最好的性能，与其他四种部署方式相比，在线编程完成时间平均减少38．3％，能量消耗约减少18．1％。在节点随机分布网络中，源节点连通支配集内随机部署方式取得最好的性能，与其他四种部署方式相比，在线编程完成时间平均减少7．4％，能量消耗约减少16．2％。随后，本文针对不能更新目标节点功能的问题，提出了目标节点在线编程方法，并针对程序镜像传输提出了一种基于GPSR路由算法，该路由算法综合考虑了节点剩余能量，节点间通信质量，数据传输完成时间等因素。仿真实验证明了目标节点在线编程方法能够有效地优化在线编程完成时间和网络寿命。本文提出的在线编程方法适用于较大规模的无线传感器网

6、络，多源节点在线编程方法能够高效地完成较大规模网络的节点代码更新，而当网络中的节点需要执行不同的功能时，可以调用目标节点在线编程方法进行代码更新。关键词：在线编程，多源节点在线编程，目标节点在线编程，能量消耗，完成时间，网络寿命浙江工业大学硕士学位论文ResearchonReprogramminginWirelessSensorNetworABSTRACTNetworkReprogrammingisessentialtoupdateorreconfigurethefunctionofnodesinwirelesssensornetworks．Tosolvetheproblem

7、sofcurrentreprogrammingmethods，weproposedmulti-·sourcereprogrammingschemeandtarget—-nodesreprogrammingschemebasedontheDeluge，whichcanbalancethenetworkenergyconsumptionandreprogramthecodeimageoftargetnodes．Throughdeployingtwoormoresourcenodesinanetwork，th