基于分簇的wsn路由算法的研究与设计

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1、河南大学硕士学位论文基于分簇的WSN路由算法的研究与设计姓名：毕俊蕾申请学位级别：硕士专业：应用数学指导教师：闵林;郭拯危20080501河南大学研究生硕士学位论文第1页摘要无线传感器网络是一种由大量的集成传感、数据处理和短距离无线通讯功能的传感器节点组成的以数据为中心的无线自组织网络，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中各种环境或监测对象的信息，并发布给观察者。无线传感器网络与效用计算、塑料电子、人体仿生学一起被称为全球未来四大高科技产业。作为新一代测控系统的无线传感器网络，网络中感知数据的路由是无线传感器网络系统最核心的

2、功能，而路由算法的研究与设计更是无线传感器网络研究中的热点和难点，其性能的优劣直接影响网络能量的消耗。论文针对无线传感器网络路由机制进行研究，在对现有各类路由机制进行系统分析的基础上，结合最大限度节约网络能量资源、负载均衡的目标，设计实现新的网络路由算法，完善了传感器网络的路由机制。所做工作如下：1．总结了无线传感器网络的路由机制，对各种路由协议按照不同的标准进行分类，并对各类路由协议在性能和特点等方面进行了对比分析，指出分簇路由协议的优势。2．深入研究了现存的分簇路由机制，特别是经典的分簇路由协议LEACH和PEGASIS，详细描

3、述了其网络与通信模型、算法运行过程，指出其存在的问题，并提出相应的改进方案。3．针对LEACH簇重组开销大、随机选取簇首、与基站单跳通信以及PEGASIS在全网利用贪心算法构建链造成的成链开销大、数据传输延迟过大的问题，提出了一种新的基于分簇的传感器网络能量有效路由算法NCEER。该算法选取邻居节点个数及剩余能量较多的节点充当簇首，在簇内利用贪心算法形成短链，簇间建立综合考虑簇首剩余能量及与基站距离的多跳路由树，并采取每隔一定轮数进行簇重组的方法来解决簇重组开销大的问题，此外，还加入了簇的自愈机制。4．总结了各类无线传感器网络仿真平

4、台的特点，对J．Sim仿真平台的无线传感器网络框架进行能量模块扩展，在扩展后的仿真平台上对提出的算法与LEACH、PEGASIS从存活节点个数、全网能耗、基站收到数据量、负载平衡性及时延五方面进行仿真实验，并对结果进行对比分析，理论分析和第1I页河南大学研究生硕士学位论文仿真实验证明了算法的有效性。关键词：无线传感器网络；路由算法；分簇；能量有效；负载均衡河南大学研究生硕士学位论文第1II页AbstractWireIesssensorne帆orks(WS№consistsofala玛enumberofsensornodeswhich

5、inte伊atethe缸1Ctionofsense，dataprocessingandshortdistaIlcewirelesscomm咖ication．Thene铆orksisakindofwirelessAdhocnetworkswithadistiIlctdata-cen仃icproper吼a11dtheobjectofwirelesssensorne觚orksistosense，collecta11dprocesstheinfo册ationoftheVar!iouseIⅣiromentsor廿ledetectedo场ect

6、sinthecoVerageareaoftllenetworks，a11dthensendthesensillginf．0nnationtot11euser．Wirelesssensornet、)l，orks，togetherwithutili够computation，plaSticelectronicsandbodybionics，areconsideredaSthefourhigll·techiIldus仃iesiIlthe如turearoundtheworld．AsanewgenerationofmedetectiIlg锄dc

7、on仃olsystem，thedataroutinginwnlesssensorne铆orksisthemosti111portaIltnmction，aIlditspe墒rnlancedirectlyinfluencestheenergyconsumptioniIlwirelesssensornetworks．TheresearchofthedissertationfocusesondataroutingmechaJlisminwirelesssensornet、)l，orks．Based0nthesystematicanalys

8、isofthepresentdataroutiIlgmechaIlisms，anewdatar0眦illgalgoritluIlisdesignandirllplementedwiththeconsiderationofsavingt