异构无线传感器网络能量均衡路由协议研究

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1、学校代码10530学号201330111706分类号TP393密级公开硕士学位论文异构无线传感器网络能量均衡路由协议研究学位申请人王嫱君指导教师刘国繁教授学院名称信息工程学院学科专业信号与信息处理研究方向无线传感器网络二〇一六年五月二十六日ResearchonBalancedEnergyConsumptionProtocolforHeterogeneousWirelessSensorNetworkCandidateWangQiangjunSupervisorprofessorLIUGuofanCollegecollegeofInformationEngineeringP

2、rogramSignal&InformationEngineeringSpecializationWirelesssensornetworkDegreeEngineeringMasterUniversityXiangtanUniversityDate2016-05-26湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研巧所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律

3、后果由本人承担。作者签名：主古南日期；＞／会年］：月巧日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。０／＾作者签名；王＾若日期；９年Ｊ：月说日导师签名；日日聲方，知＾月＾摘要无线传感器网络（WSN）是由随机散布于监测区域的大量传感器自组织形成的网络，融合了多种科学

4、技术，是一门具备综合性能优势的学科。随着无线传感器网络在各领域中的广泛应用，科研人员展开了对WSN技术的深入研究，主要集中于对数据融合、路由协议、节能控制及时间同步等关键技术的研究。传感器因采用自带电池供电，其体积小、能量有限，且一般部署于人迹罕至、环境恶劣的区域，能量无法得到无限供应，因此减少网络能量的消耗是提高网络性能的一个重要因素。在WSN技术的某些应用中，需要对监测的音频、视频等数据实现实时传输，因此较少的传输时延、增强对目标监测的实时性也是WSN的研究重点。基于无线传感器网络初始能量异构，对异构网络经典路由协议——稳定选举协议（SEP）进行了研究，SEP协议中

5、不同初始能量节点的簇首选举算法也不尽相同。针对WSN能量的有限性，为提高网络稳定性，使节点趋于同时死亡，设计了一种改进的分簇算法——EE-SEP协议。该算法采用综合考虑节点剩余能量和能量消耗率（energyconsumptionrate——ECR）的簇首选举机制，将这个两个参数引入节点阈值的计算公式，使剩余能量较多和ECR较小的节点计算的阈值更大，更容易满足成为簇首的要求，避免能量过低的节点承担更多网络负载，从而均衡节点间的能耗。另外，为缓解稳定通信阶段能量消耗不均衡的情况，同时减少节点间的传输时延，对簇间的通信方式进行了改进，在路由中采用多跳传输的方式，建立基于传输时

6、延和节点剩余能量的最优路径，改进协议——EED-SEP是采用Dijkstra算法原理，选择传输时延较小、剩余能量较多的节点作为下一跳传输节点。MATLAB仿真实验表明，EE-SEP协议和SEP协议以及REMCA协议相比，节点存活率明显得以提高，网络能耗大大减少，第一个节点死亡轮数分别延迟了207%、66%，半数节点死亡的轮数延迟了168%、53%，最后一个节点死亡的轮数分别延迟了38%，103%，有效延长了网络的生存时间；EED-SEP协议在稳定通信阶段采用基于传输时延和剩余能量的多跳传输机制，有效减少了网络时延，节约了网络的总能量，延长了网络的寿命，提升了网络性能。关

7、键字:无线传感器网络;SEP协议;能量消耗率;传输时延;多跳IAbstractWirelesssensornetwork(WSN)isself-organizedbyalargenumberofsensorsrandomlydistributedinthemonitoringarea,withasyntheticalapplicationofsensortechnology,wirelesscommunicationtechnology,distributeddataprocessing,etc.AsWSNiswidelyusedinva