无线传感器网络认知路由关键技术研究.pdf

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1、ClassifiedIndex：TN915．9UDC：004．738SecrecyRate：PubiziedUniversityCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeTheKeyTechnologyofCognitiveRoutingProtocolResearchonCognitive陟勘elessSensorNetworkCandidate2Supervisor：AssociateSupervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Spe

2、ciality：Employer：Dateof0ralExamination：ZhangYananProf．WangJunsheMasterofEngineeringCommunicationandInformationSystemSchoolofInformationScienceandEngineeringMay,2014河北科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的

3、作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：洲忙f月刁日指导教师签名：谢窆红汐f忙r月叼日河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文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。本人授权河北科技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。口保密，在一年解密后适用本授权书。本学位论文属于廿保密。(请在以上方框内打“寸’)学位论文作者签名：卿谚砂呻年箩月孑日指导教师签名：≥／{筐耘Ⅻf忙r月叼日摘要

4、无线传感器网络是由高密度传感器节点构成，具有高度可靠性、自组织能力的动态无线网络。传感器节点具有功耗低、体积小、成本低等优点，节点之间采用自组织的无线通信方式进行信息传递。随着网络需求量的增大，无线传感器网络接收的数据量越来越大，但当前的路由模式对于数量庞大的数据的管理和使用能力有限。因此，路由协议作为无线传感器网络中最关键的技术成为了国内外研究的重点问题和难点问题。在无线传感器网络中，ZigBee作为一种短距离无线通信新兴技术，具有低成本、低功耗、延时短、可靠性高等特点。本文主要介绍了无线传感器网络的原理和路由协议的特点，并将ZigBee路由协议作为研究重点。利用OPNET

5、网络仿真软件，对处于不同网络环境的ZigBee路由协议进行了协议性能仿真。仿真结果表明：传感器节点的能量消耗情况是不可提前预知的，这就使得每个节点上的能量消耗并不平均，从而导致路由效率低、网络延时长等问题。本文针对传统路由协议在某个节点能量消耗大，路由效率低的问题提出一种基于强化学习算法的路由协议模型。在分析强化学习算法优势的基础上，研究具有认知功能的路由协议。该协议通过对传感器节点能量状况的感知与评估，并根据该评估值和节点能量消耗的情况修改路由策略，改善传统路由协议存在的节点能量消耗大和能量不均衡的问题，达到优化网络系统性能的要求。本文使用OPNET网络仿真软件作为仿真平台

6、，比对原有ZigBee协议的路由状况，验证了基于强化学习算法的认知路由更适合无线传感器网络的性能要求。关键词无线传感器网络；路由协议；ZigBee；认知；强化学习；OPNET目录AbstractWirelesssensornetwork(WSN)isonekindofdynamicwirelessnetworks，whichiscomposedofdensesensornodes，and、)lritllllighreliabilityandself-organizationcapability．Thesesensornodeshavethefeaturesoflow-powe

7、r,low-costandsmallsize，ete，andtheycancommunicatewitheachotherbyself-organizing．Atpresent，astherearehllgedemandsofWSN，theamountofdatathatneededtobetransmittedisgettingbigger．Meanwhile，thereindeedexistsahugegapbetweentheroutingmanagementofWSNandthebigdatam