無線傳感器網(wǎng)絡中一種基于電池能量特性路由協(xié)議的研究與設(shè)計.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是當今的熱點研究領(lǐng)域之一，它由部署在檢測區(qū)域內(nèi)大量且相互協(xié)作的低功耗節(jié)點組成，這些節(jié)點具備有限的計算能力、無線通信能力及傳感能力。無線傳感器網(wǎng)絡是計算機科學技術(shù)中一個新的研究領(lǐng)域，在諸如地理探測、精細農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、國防軍事以及運輸業(yè)、商業(yè)等各種領(lǐng)域中具有十分廣闊的應用前景，引起了學術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。 本文通過對電池特性的研究，設(shè)計了無線傳感器網(wǎng)絡中一種基于電池能量特性的路由協(xié)議。高效使用能量來最大化網(wǎng)絡生命

2、期是傳感器網(wǎng)絡面臨的首要挑戰(zhàn)。無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議根據(jù)電池能量特性選擇數(shù)據(jù)源到匯聚節(jié)點之間的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，保證整個網(wǎng)絡能量的均衡消耗。 本文首先回顧了無線傳感器網(wǎng)絡發(fā)展歷程、發(fā)展趨勢、體系結(jié)構(gòu)及其應用領(lǐng)域等相關(guān)背景并概括了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。其次，能源問題是無線傳感器網(wǎng)絡中一個主要的挑戰(zhàn)，使電池供電的傳感節(jié)點達到最大的生存時間來支持數(shù)據(jù)的采集與傳輸是研究熱點之一。本文從傳感器節(jié)點的能量來源——電池本身出發(fā)，介紹了無線傳感器網(wǎng)絡中的電池

3、研究背景及進展，然后對電池容量以及影響電池容量的各種因素進行了分析，并著重分析了鋅-錳干電池的特性。同時，本文在分析了無線傳感器網(wǎng)絡的特點，無線傳感器網(wǎng)絡中路由協(xié)議的特點及評價標準的基礎(chǔ)上，討論了無線傳感器網(wǎng)絡中的能耗和節(jié)能技術(shù)，并著重分析了現(xiàn)有的能量感知路由協(xié)議。此外，本文還對路由協(xié)議中的數(shù)據(jù)融合技術(shù)進行了研究與策略分析。 本文根據(jù)對電池能量特性的研究需要，設(shè)計了電池測試系統(tǒng)并進行了各種放電電流密度或不同放電制度下的電池實驗。

4、通過實驗了解電池理論容量、不同放電電流密度下的電池恢復能力、連續(xù)放電模式與放電/恢復模式下放電性能的差別，以及不同放電制度下放電性能的差別等電池能量特性。這些研究，對于在無線傳感器網(wǎng)絡中根據(jù)電池性能選擇并優(yōu)化電池應用具有一定的實際指導意義。 然后，本文在介紹一種基于簇樹結(jié)構(gòu)的路由協(xié)議并分析其優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，提出了改進方向與目標，并綜合考慮電池能量特性，提出了一種網(wǎng)格型樹狀無線傳感器網(wǎng)絡中的基于電池能量特性路由協(xié)議。本文詳細描述了