基于非均匀分簇的WSNs路由协议的研究与设计

来源 :河南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huang7567802
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
无线传感器网络是计算机科学与技术中一个新的研究领域。随着近几年的发展,无线传感器网络已经逐渐得到行业和学术界的广泛关注,并且在军用和民用领域都有巨大的应用前景。现今无线传感器网络中最受关注的话题是路由协议的研究。无线传感器网络的最大特点是传感器节点能量有限,因此在设计无线传感器网络路由协议时,首先要考虑的问题是能量有效利用,以延长网络生存时间。本文首先分析了无线传感器网络路由协议的国内外研究现状。以目前研究最为广泛的分簇路由协议为切入点,详细对比分析了各种分簇路由协议的优缺点,总结得出:以非均匀分簇为基础,采用混合式簇首选举方法,簇内单跳通信,簇间动态使用多跳路由的路由协议能量有效性更好。文中对一个典型的均匀分簇路由协议(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy,LEACH)和三个不同时期、有代表性的非均匀分簇路由协议(Unequal Clustering Size,UCS;Energy-Efficient UnevenClustering,EEUC;Unequal Scaled energy-efficient Clustering Routing,USCR)进行了重点分析,找出其算法存在的缺陷,有针对性的提出改进方案,并在此研究的基础上提出了一个基于非均匀分簇的低能耗路由协议(Energy Efficient RoutingProtocol base On Uneven Cluster,EERPUC)。EERPUC协议的设计工作重点主要有以下四点:1、感知区域的划分:以基站为圆心采用等差数列把整个感知区域划分为大小不等的圆环,低能耗实现非均匀分簇。2、选择簇首的标准:改进以往分簇协议选择簇首时只考虑簇首相对位置(UCS)或者只考虑节点剩余能量(EEUC、USCR)。综合考虑节点剩余能量和离所在圆环中心线的距离,为每个节点确定其成为簇首的竞争能力,优化簇首的选择。3、路由构建:改进了EEUC的路由算法,在比EEUC路由算法不增加额外开销的前提下为簇首节点构建备用路由,使簇首节点的下一跳节点是可选择的集合,避免簇首采用固定路径传输数据造成传输路径上的节点能耗过快,均衡网络能耗。4、算法健壮性:基站设置重构计时器处理簇首意外死亡的情况,保证网络正常采集、传输数据。EERPUC协议引入能量预测机制,以节点能量为标准决定何时重新成簇,并且在感知区域划分中首次提出采用等差数列控制簇的大小低能耗实现非均匀分簇。在簇首选择中综合了能量和位置因素优化簇首的选举,簇间通信动态选择不同的备用路由以均衡网络能耗。本文采用仿真工具OMNET++对LEACH、EEUC、UCSR、EERPUC协议从网络能耗均衡度、网络生存时间、全网能耗、网络采集数据量四个方面进行仿真实验,并对实验结果进行对比分析验证了EERPUC协议的有效性。
其他文献
对于一堂课来说,包括导入、新授课、教学反思等环节,其中导入作为课堂教学的开始和引子,作用巨大,有效的导入不但可以激发学生学习的自信心和学习兴趣,激活学生的探究意识,还能有效
2000年,香港中文大学的R Ahlswede博士等人从信息论的角度出发,首次提出了网络编码的概念.网络编码的提出彻底改变了计算机网络中的传统的信息处理方式,提高了网络的传输容量
随着计算机和科学技术的不断进步,方便、高效的身份识别技术——人脸识别技术便应运而生,近年来它已经成为模式识别与机器学习领域一个热点的研究课题并且已经被普遍地应用于
“早露”是甜樱桃品种“那翁”自然实生后代,为早熟甜樱桃新品种。2012年6月通过辽宁省非主要农作物品种审定委员会认定。该品种果实呈宽心脏形,平均纵径2.20cm、横径2.40 cm
本论文提出了一种新的鲁棒函数观测器设计方法。函数观测器设计的目的是为了重构系统的状态组合,当系统存在不确定性时,其重构状态组合一般不再给出原来系统状态组合的渐近估
变分不等式有着广泛的应用背景,它是最优化领域一类非常重要的研究工具。图像恢复、信号处理、管理科学、统计计算、矩阵完整化、机器学习等信息技术领域中存在的大量凸优化问
本文主要研究两类时滞抛物型方程的三次样条解法,并进行理论分析。时滞抛物型方程是延迟微分方程的一种。延迟微分方程在人口动力学、传染病学、环境工程等领域中有广泛的应用
随着数字多媒体技术的飞速发展,数字水印作为信息隐藏技术研究领域的重要分支,是实现版权保护或跟踪侵权行为的有效方法。数字水印技术通过一定算法在多媒体中嵌入某些秘密信息
在量子理论中,一个基本问题是确定给定的量子态是纠缠的还是可分离的.本论文首先介绍了关于量子理论的发展过程和基本定义,性质,假设等内容,然后给出研究所得的主要判据.本文
数据挖掘是通过对大量数据进行选择、探索和建模的过程,发现事先未知的规则和联系,得到对数据库拥有者而言清晰并且有用的结果。它的研究成果已广泛应用于金融、物流、医疗保