功率高效的无线传感器网络路由协议研究

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1、功率高效的无线传感器网络路由协议研究摘要：无线传感器网络是一种全新的信息获取和信息处理、传输技术，通常包含大量的可自组织成多跳无线网络的分布式传感节点。无线传感器网络具有组网快捷、灵活，且不受有线网络约束的优点，可用于紧急搜索、灾难救助、军事、医疗等环境中，具有广泛的应用前景。无线传感器网络己经引起了学术界和工业界的高度重视，被称为是21世纪最有发展前景的技术之一。对无线传感器网络中的低功耗自适应集群分层型协议LEACH协议进行了研究和分析，并对LEACH算法中的簇头选举算法进行了改进，仿真结果表明改进后的

2、LEACH算法在网络生存周期方面要优于原有的LEACH算法。关键词：无线网络检测分级路由协议LEACHPEGASIS第一章：无线网络检测的原理（或者绪论）41.1无线传感器网络概述41.2无线传感器网络特点51.2.1与传统无线网络的比较51.2.2与Adhoc网络的区别61.2.3无线传感器网络的特点7第二章：无线网络检测的国内外发展现状92.1传感器网络的发展历程92.2无线传感器网络的体系结构102.2.1传感器网络拓扑结构102.2.2无线传感器网络节点组成122.3无线传感器网络应用错误！未定义书

3、签。2.3.1军事应用错误！未定义书签。2.3.2环境观测和预报系统错误！未定义书签。2.3.3医疗类错误！未定义书签。2.3.4智能家居错误！未定义书签。2.3.5其它商业应用错误！未定义书签。第三章:LEACH算法的研究与改进142.1LEACH算法的物理基础143.2LEACH算法介绍153.2.1算法介绍153.2.2仿真中的细节介绍193.3LEACH算法的仿真结果223.4LEACH算法与直接发送及静态集群路由算法的比较…233032第四章：展望参看文献第一章无线网络检测的原理1・1无线传感器网

4、络概述微电子技术、计算技术和无线通信等技术的进步，推动了低功耗多功能传感器的快速发展，使其在微小体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能。目前，无线传感器网络已经是国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域，它实现了物理世界、计算世界以及人类社会三元世界的连通。传感器网络具有广阔的应用前景,已经引起了许多国家学术届和工业届的高度重视，它被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一。无线传感器网络(wrielnessSensorNetwork,WSN)⑴是由部署在检测区域内

5、大量廉价的微型传感器节点组成，通过无线通信的方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了传感器网络的三个要素。如果说Internet构成了逻辑上的信息世界，改变了人与人之间的沟通方式，那么，无线传感器网络就是将逻辑上的信息世界与客观上的物理世界融合在一起，改变了人类与自然界的交互方式。1・2无线传感器网络特点1.2.1与传统无线网络的比较无线传感器网络是一种新型的无基础设施网络（在很多文献中，无基础设施网络也

6、称为无线移动自组网，Adhoc网络），它与传统的无线网络（如WLAN和蜂窝移动电话网络）有着不同的设计目标。在WLAN、HmoeRF、BlueTooth和蜂窝网等网络中，它们要么不是自组织的，要么是单跳通信，或者就是不能构建千个节点以上的通信网络，这些网络的首要设计目标是提供高性能的服务质量（QualityofService,Qos）和更高的带宽，由于移动节点可以不断地获得电能补充，因此对节点的能量考虑被放在次要位置図。然而数目巨大且分布范围广泛的传感器节点不能及时地获得能量补充，存在严重的能量约束问题。高

7、效地利用节点的能量，设计有效的策略来延长网络的生命周期成为无线传感器网络的首要设计目标，为此可以放弃一些其它的性能，如：Qos和带宽的利用。对于有固定基础设施（如sink、核心网等）的网络来说，很少有联系中断的事件发生，并且中断事件和能量使用无关。在移动性网络中，拓扑结构的改变通常是由节点的移动性引起的，而不是由为了执行各种网络协议造成的能量耗尽引起的。因此，为了提高系统性能，在协议设计过程中，移动性管理和故障恢复比能量保持更为重要。然而，对于自组织的无线传感器网络来说，能量耗尽是影响无线传感器网络性能、网

8、络运行周期的主要决定因素。因此，传感器网络的整体性能依赖于那些能有效利用节点能量的各种算法。1.2.2与Adhoc网络的区别无线传感器网络作为一种分布式的自组织网络，邻居发现和路由发现都是自动的，从概念上讲，无线传感器网络是无线Adhoc网络技术的一大应用，但无线传感器网络又与Adhoc网络有着很大的区别。在早期的研究中，人们认为Adhoc网络协议稍加修改甚至无需修改就可以直接应用于无线传感器网络中。但是随着研究