基于扇形的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究.pdf

1、密級(jí)桂林電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文題目基于扇形的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究(英文英文)ResearchonWirelessSenswkProtocolbasedonFan研究生學(xué)號(hào)112031113研究生姓名:劉偉強(qiáng)指導(dǎo)教師姓名、職務(wù)指導(dǎo)教師姓名、職務(wù):蔣華教授申請(qǐng)學(xué)科門(mén)類:工學(xué)碩士學(xué)科、專科、專業(yè):計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)提交論文日期:2014年4月論文答辯日期:2014年6月摘要I摘要無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是改變?nèi)伺c自然交互方式的關(guān)健技術(shù)，它的不斷發(fā)展與成

2、熟使人們的生活進(jìn)入了一個(gè)新的階梯。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于智能家居、環(huán)境監(jiān)控、城市交通、軍事應(yīng)用等領(lǐng)域。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議一直是人們研究的熱點(diǎn)之一，本文重點(diǎn)研究了PEGASIS協(xié)議與能量均衡的非均勻分簇協(xié)議，提出了PEGASIS協(xié)議的改進(jìn)協(xié)議與新的能量均衡的非均勻分簇協(xié)議，主要研究?jī)?nèi)容：1)針對(duì)PEGASIS協(xié)議中通信時(shí)延長(zhǎng)、節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間存在長(zhǎng)鏈、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)代價(jià)大的缺點(diǎn)，在分析和仿真PEGASIS協(xié)議的基礎(chǔ)上提出一種改進(jìn)協(xié)議PEGA

3、SISI(PEGASISImproved)。該協(xié)議將監(jiān)測(cè)區(qū)域看成是以基站為中心的圓形區(qū)域，基站生成參數(shù)?并將圓形區(qū)域分成2??個(gè)子區(qū)域，子區(qū)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)形成路由樹(shù)，數(shù)據(jù)先從樹(shù)葉傳輸至樹(shù)根，再由樹(shù)根發(fā)送至基站。另外還在該協(xié)議的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了“熱”節(jié)點(diǎn)輪轉(zhuǎn)機(jī)制與“相似”節(jié)點(diǎn)群擇一發(fā)送機(jī)制。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中非葉子節(jié)點(diǎn)能量耗損過(guò)多時(shí)“熱”節(jié)點(diǎn)輪轉(zhuǎn)機(jī)制可將其變成葉子節(jié)點(diǎn)，防止其過(guò)早死亡?！跋嗨啤惫?jié)點(diǎn)群擇一發(fā)送機(jī)制能顯著減少網(wǎng)絡(luò)通信量，進(jìn)一步延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)

4、間。2)針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇多跳路由協(xié)議中靠近基站的簇頭節(jié)點(diǎn)容易死亡的缺點(diǎn)，提出了一種基于扇形的能量勻衡的非勻均分簇路由協(xié)議EBUCBS(EnergyBalancingUnequalClusteringRoutingProtocolBasedontheSect)。該協(xié)議將監(jiān)測(cè)區(qū)域看成以基站為中心的圓形區(qū)域，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的密度與最佳簇頭個(gè)數(shù)基站生成兩個(gè)參數(shù)?、r，并且將監(jiān)測(cè)區(qū)域分成2??個(gè)扇形區(qū)域，然后形成以基站為圓心的一系列圓，這些圓

5、將扇形區(qū)域分割成離基站越遠(yuǎn)面積越大、離基站越近面積越小的弧形方塊子區(qū)域，每個(gè)弧形方塊子區(qū)域里的所有節(jié)點(diǎn)形成一個(gè)固定的簇。EBUCBS協(xié)議采用固定分簇方式能減少重復(fù)分簇給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的額外能量損失，且靠近基站的簇的規(guī)模小于遠(yuǎn)離基站的簇規(guī)模，使靠近基站的簇頭有足夠的能量轉(zhuǎn)發(fā)信息而不容易死亡，均衡了網(wǎng)絡(luò)能量負(fù)載。Matlab仿真表明：與PEGASIS協(xié)議相比PEGASISI協(xié)議有效降低了數(shù)據(jù)傳輸延遲58%、避免了長(zhǎng)鏈、延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間。與LEA