无线传感器网络中路由协议的研究与应用.pdf

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2、．■．＊＇，，－、南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。，尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。應意承担一本人学位论文及涉及相关资料若有不实，切相关的法律责任。研究生签－名：减日期：却＇主南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权电可Ｗ保构送交论文的件和电子文南京邮大学留并向国家有

3、关部口或机复印论文被或关查和借可将论文的全部部分内容编入有数据库进行检索档；允许阅阅；学位；、保存、汇学。电子文和纸质可Ｗ采用影印缩印或扫描等复制手段编本位论文本文档的内容一论。论文的公布（包括刊登）授权京邮电研生院理。文的内容相致南大学究办涉密学位论文在解密后适用本授权。书＾－１女破：；研生签名：导师签名巧於日期究Ｉ气ResearchandapplicationonroutingprotocolinwirelesssensornetworksThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsf

4、ortheDegreeofMasterofEngineeringByLiuShuoSupervisor:Prof.ZhangLinghuaApril2015摘要无线传感器网络结合嵌入式技术、传感器技术和无线通信技术，是一种新型智能网络通信系统。它的出现给人们提供了一条获取外界信息的新途径，可以广泛应用在区域监测、工业生产、智慧城市和智能家居等多个领域。无线传感器网络的自身特点决定了高效利用节点能量、延长节点生命周期和减小网络能耗是无线传感器网络研究中的重点。本文在现有能量多路径协议的基础上提出了节点信息传输能力的概念，并将节点信息传输能力应用在平面网络路由协议和分层网络路由协议上，延长了网络节

5、点的生命周期，提高了网络的整体性能。1、研究无线传感器网络的结构、特点和应用场景，分析对无线传感器网络性能起重要影响的关键技术，重点研究了无线传感器网络中的路由协议部分。2、分析现有平面网络结构中能量多路径路由协议的节点能耗估计模型，提出改进的路由方案。原路由协议中对节点通信能耗的估计与实际情况有所偏差，导致节点选择的下一跳转发路径未必是最优的选择。改进方案利用一种被广泛接受的节点通信能耗模型，根据节点间距离选择合理的自由空间模型或者多路径模型，进而在节点能耗估计精确度方面有所改进。同时，引入节点信息传输能力的概念，利用节点能耗模型将节点剩余能量和节点间的距离两个变量转变成节点信息传输能力一个

6、变量，提高节点所选择传输路径的最优性。研究表明，该改进方案能够有效的提高网络的性能。3、将节点信息传输能力的概念应用在分层路由协议LEACH中，针对LEACH协议中簇头选举机制具有较强的随机性进行改进。改进的设计方案在簇头选举过程中，利用汇聚节点的计算和通信能力，由汇聚节点计算出网络节点到汇聚节点的平均信息传输能力并广播给网络中所有节点，网络中的节点利用该值对簇头选举的阈值进行修正，提高网络中剩余能量多、地理位置好的节点成为簇头节点的几率，有效的均衡了网络负载，延长了网络节点的寿命。关键词:无线传感器网络，能量多路径，LEACH协议，簇头选举IAbstractWirelsssensornetw

7、orkisanewtypeofintelligentnetworkwhichisthecombinationofembeddedtechnology,sensortechnologyandwirelesscommunicationtechnology.Itprovidespeopleanewwaytoobtaintheinformationaboutthetargetregionandobject