无线传感器网络分簇路由协议研究

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1、工学硕士学位论文无线传感器网络分簇路由协议研究房艳燕山大学2008年11月万方数据国内图书分类号：TP393国际图书分类号：621.3工学硕士学位论文无线传感器网络分簇路由协议研究硕士研究生：房艳导师：刘彬教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：检测技术与自动化装置所在单位：电气工程学院授予学位单位：燕山大学万方数据ClassifiedIndex:TP393U.D.C.:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHOFCUSTERINGPROTOCOLSINWIRELESSSENSORNETWORKS

2、Candidate:FangYanSupervisor:Prof.LiuBinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:MeasurementTechnologyandAutomaticInstrumentUniversity:YanshanUniversity万方数据燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《无线传感器网络分簇路由协议研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写

3、过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《无线传感器网络分簇路由协议研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本人如需发表将署名燕山大学为第一完成单位及相关人员。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，

4、在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日万方数据摘要随着传感器技术和通信技术的发展，无线传感器网络(WSN)开始提出，并因为其应用的广泛性而得到越来越多的高度重视。路由协议是无线传感器网络应用的基础技术，高效节能的路由协议具有重要的研究意义。本文提出了一种能量有效的多跳分簇路由协议EMCP，使网络节点的能量消耗更加均衡，使整个网络的生命周期尽可能地延长。具体内容包括：首先，本文介绍了无线传感器网络的体系结构特点，讨论了现有的无线传感器网络路由协议及其分类，分析了LEACH分簇路由协议在

5、实现过程中存在的问题：在簇头选举阶段没有考虑到节点能量消耗的不均衡性；在数据传输阶段没有考虑到采用单跳通信会导致距离基站较远的簇头能量消耗过快。其次，为进一步均衡传感器网络中各节点的能量负载，提出了一种能量有效的多跳分簇路由协议EMCP。在簇头选举阶段考虑了网络的最优簇头概率和节点的剩余能量，并将其引入阈值来优化簇头的选择，有效避免了低能量节点被选为簇头的可能性；簇头根据代价值最小原则选择自己的下一跳，从而在簇头与基站之间建立一棵最小代价路径树，由根节点收集其它簇头的数据转发给基站。理论证明该协议能够进一步均衡节点尤其是簇头节点的能耗，有利于网络规模的扩展，适用于较

6、大规模的无线传感器网络中节点周期性地向基站报告数据的应用。在文章最后部分，应用matlab仿真软件对所提出的协议进行了仿真试验，验证了该协议在延长网络生命周期，提高网络吞吐量方面与LEACH协议相比具有良好的性能。关键词无线传感器网络；分簇路由协议；EMCP协议；能耗均衡；最小代价路径树万方数据AbstractWiththedevelopmentofsensorstechnologyandcommunicationtechnology,wirelesssensornetworks(WSN)isproposedandbecomesmoreandmorepopularb

7、ecauseofitswideapplication.RoutingprotocolisafundamentaltechnologyforWSNapplication.Theefficient,energysavingroutingprotocolhasveryimportantvalueinscientificresearch.Anenergy-efficientmulti-hopclusteringprotocolcalledEMCPisproposedinthepaper,whichbalancesthenodeenergyconsumptionandpr