无线传感器网络分层路由协议地研究

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1、杭州电子科技大学硕士学位论文摘要无线传感器网络(WSN)被各国军事部门、业界和学术界认为是21世纪最重要的技术之一，是提供人们未来信息服务的重要途径。无线传感器网络由大量节点组成的无线感知探测网络，它的节点随机的部署在特定的环境下，通过自带的感知模块收集信息，并通过自身特定的路由将信息传送到汇聚节点。无线传感器网络与传统无线网络相比，有成本低廉、无需基础设施、对高动态网络拓扑适应能力强等优点，己广泛应用于军事、环境监控、医疗健康、交通管理、智能家具、空间探测等领域。本文的主要研究工作有以下几个方

2、面：(1)阐述无线传感器网络的背景、未来发展的趋势以及其路由协议研究的意义；(2)介绍了无线传感器网络的概念、体系结构、特点、关键技术以及应用。(3)介绍了无线传感器网络路由协议并对其进行了分类。描述了每个分类的典型的路由并对其特点进行了对比。H)对LEACH协议进行的详细的分析，介绍了3种典型的基于LEACH的改进协议。提出了初步的改进协议BEAC协议，该协议在LEACH协议的基础上进行了改进。在选择簇头节点时考虑节点剩余能量及位置信息。通过对BEAC仿真并与LEACH比较，结果显示BEAC相

3、比LEACH协议能使网络的稳定期提高22％。(5)提出了一种新型的基于加权优化选择两级簇头的路由算法TL-WCA(twolevels—WeightedClusteringAlgorithm)。新算法首先通过LEACH的算法将网络分成若干个簇，簇头选择以节点的剩余能量、度及离簇的质心的距离为参数加权求出权值，权值最小的节点当选为簇头。簇头选出后以最短路径为原则，采用贪婪算法将簇头组成一条链。然后以簇头的能量不小于簇头间的平均能量及离基站的距离最近为原则，在链中选出一个簇头节点为高级簇头，融合其它簇

4、头的数据后转发给基站。该算法不仅做到了簇内节点的能量均衡同时也兼顾了簇头之间的能量均衡。用MATLAB对TL．WAC算法进行仿真，并于LEACH算法、GSEN算法、LEACH—C(ACentralizedLowEnergyAdaptiveClusteringHierarchy)算法进行对比，结果显示新协议在能耗和延长网络生存时间方面比LEACH算法、GSEN算法、LEACH—C算法有着明显的优势。最后对论文进行了总结，分析了改进算法的不足之处，提出了今后改进的方向，并对无线传感器网络的美好前景进

5、行了展望。关键词：无线传感器网络，分层路由协议，LEACH，加权优化，TL．WAC杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTWirelessSensorNetwork(WSN)hasbeenconsideredthemostimportanttechnologyin21stcenturybynationalmilitarydepartments，industryandacademia．Itisoneofthemostimportantwaystoprovideinformationservic

6、eforhuman．WSNwasconstitutedbyhundredsorthousandsofsensornodesandthesenodesareusuallyrandomlydistributedincertaincircumstance．Eachnodecollectsinformationbyitsownsensingunit，andtransferinformation，whichisprocessedbyitsownprocessor,tothereceiver．Compare

7、dtotraditionalwirelessnetwork，WSNhastheadvantageoflowC0st’needlessofinfrastructure，highdynamicnetworktopologyadaptive,etc．Ithasbeenwidelyusedinmilitary,environmentmonitoring,healthcare，trafficmanagement，intelligentfumiture，spaceprobeandSOon．Themainre

8、searchesofthispaperarethefollowings：1．IllustrationofthebackgroundofWSN，trendsofthenetworkdevelopment，andthemeaningsofthestudyonrouterprotocols．2．IntroductiontoWSNconcept，systemstructure，mainfeatures，keytechnologiesandapplications．3．Introductiontorout