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文檔簡介
1、 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)層次型路由協(xié)議 研究及改進 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 (學(xué)術(shù)學(xué)位) 學(xué)生姓名:柏 蕩 指導(dǎo)教師:石為人 教授 專 業(yè):控制科學(xué)與工程 學(xué)科門類:工學(xué) 重慶大學(xué)自動化學(xué)院 二 O 一三年四月 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 中文摘要 I 摘要 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)是由成百上千的微型、廉價傳感器節(jié)點組成的大規(guī)模、無基礎(chǔ)設(shè)施無線網(wǎng)絡(luò),在軍事、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療救護等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用
2、前景。但受自身硬件條件限制,傳感器節(jié)點能量受限,且補充代價極大。無線通信消耗了傳感器節(jié)點的大部分能量,因此,必須提高傳感器節(jié)點無線通信能量利用效率,從而延長網(wǎng)絡(luò)壽命。 本文在深入分析了經(jīng)典層次型路由算法LEACH (low energy adaptive clustering hierarchy)的工作原理基礎(chǔ)上,針對 LEACH 在簇頭選取時,存在分布不均勻、數(shù)量波動大以及未考慮節(jié)點剩余能量等問題,提出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簇頭半徑自適應(yīng)調(diào)
3、節(jié)路由算法 CRACR(Cluster-head Range Adaptive Clustering Routing) 。首先,在簇頭選取概率公式中引入節(jié)點剩余能量作為權(quán)重因子,增加剩余能量大的節(jié)點成為簇頭的概率;其次,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)剩余節(jié)點數(shù)以及最佳簇頭比,控制簇頭消息的廣播半徑,使實際生成簇頭數(shù)接近網(wǎng)絡(luò)最佳簇頭數(shù),并均衡分布整個網(wǎng)絡(luò);最后,根據(jù)節(jié)點的位置和剩余能量分配時隙,降低了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信量,提高了響應(yīng)速度。 針對多跳層次型路由存在的“
4、熱點”問題,提出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)跳數(shù)優(yōu)化非均衡路由算法 HOUCR(Hop Optimized Unequal Clustering Routing) 。首先,依據(jù)一階能量模型,建立節(jié)點到匯聚節(jié)點的距離與最優(yōu)跳數(shù)(能量消耗最?。╅g的關(guān)系,從而根據(jù)實際距離,計算路由跳數(shù);其次,產(chǎn)生非均衡的簇,實現(xiàn)簇間能量均衡。 本文利用 MATLAB 對 CRACR 和 HOUCR 分別與 LEACH 進行了仿真對比。仿真結(jié)果表明: CRACR 第一個節(jié)點
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