無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中高能效路由協(xié)議的研究.pdf

1、分類號UDC密級單位代碼10151無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中高能效路由協(xié)議的研究陳曦指導(dǎo)教師曲雯毓職稱教授學(xué)位授予單位大連海事大學(xué)申請學(xué)位級別工學(xué)碩士學(xué)科與專業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)論文完成日期2008年5月論文答辯日期2008年6月答辯委員會(huì)主席中文摘要摘要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種新型的無基礎(chǔ)設(shè)施無線網(wǎng)絡(luò)，它集成了傳感器、嵌入式計(jì)算、分布式信息處理和無線通信技術(shù)，能夠協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對其進(jìn)行處理。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是通信和

2、計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)新的研究領(lǐng)域，具有十分廣闊的應(yīng)用前景，對網(wǎng)絡(luò)通信的研究提出了許多新的挑戰(zhàn)。本文研究的主要內(nèi)容是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的Ad一hoc等無線網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)是提供高服務(wù)質(zhì)量和公平高效的利用網(wǎng)絡(luò)帶寬，而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中由于傳感器節(jié)點(diǎn)的電源能量、通信能力和計(jì)算能力都十分有限，因此路由協(xié)議設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)是提高節(jié)點(diǎn)的能源有效性和網(wǎng)絡(luò)的生命周期，同時(shí)，傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量大、分布廣，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只能獲取局部拓?fù)湫畔?/p>

3、，因此，路由協(xié)議必須能在局部網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒌幕A(chǔ)上選擇出從源節(jié)點(diǎn)到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的路徑。針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，本文以提高傳感器節(jié)點(diǎn)的能源有效性和網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性為目的，提出了一種基于地理位置信息的異構(gòu)分層結(jié)構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議一GBHHR(Geogr即hieal一basedHeterogeneousHierarehyRouting)。本文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)，傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)以及典型的傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議，然后對GBHHR協(xié)議

4、的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。GBHHR協(xié)議將網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域劃分成虛擬網(wǎng)格，選擇虛擬網(wǎng)格中的異構(gòu)節(jié)點(diǎn)作為簇頭，傳感節(jié)點(diǎn)作為簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)成簇。傳感節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)首先傳送到其所在簇的簇頭，再通過簇頭之間的通信進(jìn)行簇間中繼，到達(dá)匯聚節(jié)點(diǎn)(即Sink節(jié)點(diǎn))。分層的結(jié)構(gòu)有利于網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展同時(shí)，感知節(jié)點(diǎn)發(fā)送到簇頭的數(shù)據(jù)會(huì)進(jìn)行融合，以減少傳輸數(shù)據(jù)的量，提高節(jié)點(diǎn)的能源利用率。而采用異構(gòu)節(jié)點(diǎn)則避免了傳統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)中簇頭選舉的復(fù)雜算法，并且數(shù)據(jù)通過新設(shè)計(jì)的HFR算法進(jìn)行路由