物流仓储活动中无线传感网分簇拓扑算法研究

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1、学校代码10459学号或申请号201312171981密级硕士学位论文物流仓储活动中无线传感网分簇拓扑算法研究作者姓名：冯岩导师姓名：阎新芳教授学科门类：工学专业名称：电路与系统培养院系：信息工程学院完成时间：2016年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterTheResearchofClusteringtopologyalgorithmforWirelessSensorNetworksinLogisticWarehousingActivitiesByYanFengSu

2、pervisor:Prof.XinFangYanCircuits＆SystemsSchoolofInformationEngineeringMay2016学位论文原创性声明：，本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集。体，均已在文中明确方式标明本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者；７縣曰期；＞／（年月曰＾学位论文使用授权声明■。本人在导师指导下完成的论

3、文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部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；本人授权郑州、大学可将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可采用影印缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学一位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：辦日期：年外日３摘要摘要在电子商务和经济全球化的巨大推动下，物流业正面临着从传统物流向

4、现代物流的迅猛转型。信息技术从辅助转变为核心、强化社会资源整合和物流全过程规模化已经成为当前物流业发展的重大趋势。作为现代物流业和供应链系统的重要节点，仓储系统的信息化、网络化、自动化的实现在物流管理中具有重要意义，其高效运作机制近几年来越发地受到物流界的重视。无线传感器网络（Wirelesssensornetwork,WSN）将现代信息技术中的计算机网络技术、传感器技术、微电子技术和通信技术四者巧妙地融合在一起，实现了数据感知、采集和传输的真正统一，在不同领域有着广泛的应用，也可以有效地应用于物流仓储活动中。通过在仓储内部不同的物流设施或设备上

5、部署大量传感器节点，它们可以协同地观测和处理数据，并通过自组织、多跳的通信方式把监测到的信息传输给检测者，从而实现了仓储环境的监控和整个仓储网络的信息连通。由于WSN多跳的特性，给路由的设计带来很大挑战，再加上WSN节点存储、计算能力和能量有限，所以如何设计更好的路由协议一直是众多学者研究的热点问题，而分簇拓扑结构研究作为路由研究的基础，更是成为一个关键的核心技术。文中首先介绍一种基于梯度的有网关的分簇拓扑算法CTAGG（TheClusteringTopologyAlgorithnbasedonGradientwithGateways），对算法中

6、权值的定义进行改进以更好地适用于仓储环境，该并且针对物流仓储中存在可移动设备的情况，对该算法进行改进，给出节点移动的场景处理规则，使其具有较强的自适应性以应对节点移动引起的网络拓扑变化。CTAGG算法鲁棒性强，但容易出现“能量空洞”问题，一些节点由于负担过重过早死亡会导致生存期降低。针对CTAGG算法的不足，本文结合仓储环境，引入多基站的策略，提出一种基于梯度的多基站分簇拓扑算法。多基站的主要思想是将网络分为几个子网，节点优先和最近的基站进行通信，减少了转发跳数，使得形成的簇树更矮，能进一步降低网络时延，均衡整个网络的能量消耗，同时可以解决CTA

7、GG算法中的“能量空洞”问题，有利于延长整个网络的生存期。关键词：物流仓储；无线传感器网络；分簇拓扑算法；多基站IAbstractAbstractUnderthedualpromotionofeconomicglobalizationandelectroniccommerce,thelogisticsindustryisrapidlytransitionedfromtraditionallogisticstomodernlogistics.Withinformationtechnologyasthecore,strengthentheintegr

8、ationofresourcesandthewholeprocessoflogisticsoptimizationhasbecometh