基于Voronoi图的无线传感器网络休眠算法研究

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1、分类号婴墨鱼墨重庆邮电大学硕士学位论文inWirelessSensorNetworks硕士研究生塞9适指导教师邓亚平教授学科专业盐簋垫垫盔论文提交日期2Q!三纽旦塑旦论文答辩日期2Q13生乞旦叠目论文评阅人答辩委员会主席冱趁厶毯益．2013年月日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重麽蜜E电太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对

2、本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名寰j湖签字日期：矽7多年5"Jl万日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重麽邮电盔堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重麽由g电太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)黧譬裂器日签戮溅嵋签字日期：∞I≥年扩月万日签字日期：伽1了年5月w日重

3、庆邮电大学硕士论文摘要无线传感器网络是以收集数据为目的，感知和传输数据为过程的系统。传感器网络中，传感器节点有体积小、带宽低，计算能力、通信半径和电源能量有限等特点，这将严重影响整个网络的寿命。在保障网络覆盖率的前提下，降低网络的能量消耗，不仅能保证网络对物理环境的监测能力，同时能保证网络的寿命。为了保证网络的覆盖，通常情况下我们会在监测区域播撒大量的传感节点。如果这些节点同时工作，虽然保证了网络覆盖，却增加负载，缩短了网络的寿命。本文研究的主要内容是在保证网络覆盖率的情况下，让部分节点休眠，在网络工作的过

4、程中，有条件的逐步唤醒休眠节点。第一步，运用Voronoi图知识，使有共同覆盖区域的节点休眠，来保存这部分节点的基本能量，也就是保存了网络整体的能量，同时降低了网络传输数据的能量消耗。第二步，在新形成的网络中，采取分簇算法，均衡网络节点的能量。第三部，在网络运行过程中，有条件的逐步唤醒休眠节点，形成新的网络并重复第二步。这不仅保证了网络的覆盖率，同时降低了网络的负载，减少了能量消耗，延长了网络的整体寿命。通过仿真验证，该休眠算法在保证了网络覆盖率的情况下，节约了网络的整体能量，延长了网络的生命周期。另外，针

5、对Voronoi图的传感器休眠机制中，覆盖区域完全被其他节点覆盖的节点才能休眠的问题，改进休眠算法，致力于找到节点休眠与网络覆盖率、连通性和能耗之间的平衡点。第一步，让完全符合休眠条件的节点进入休眠状态，重新构造Voronoi图。第二步，设置半径权值t，增加传感器节点虚拟覆盖半径，计算在该权值下符合休眠条件的休眠节点。第三步，通过原始节点覆盖半径分析第二步所产生的休眠节点对网络覆盖率的影响。重复第二和第三步，分析节点休眠和覆盖率的关系，并通过判定休眠节点与覆盖率关系的曲率来判定网络的最优休眠节数。关键词：无

6、线传感器网络，Voronoi图，休眠，分簇，唤醒，能量AbstractWSNisasystemtocollectdataforthepurpose，perceptandtransportofdatafortheprocess．CharacteristicsofWSNseriouslyaffectthelifeoftheentirenetworkwithconstraintsofsmallsensornodes，limitedcomputingpower,smallcommunicationradius，lo

7、wbandwidthandlimitedpowerenergy．Toreducetheenergyconsumptionofthenetwork，underthepremiseofprotectingthenetworkcoverage，willbenotonlytoensurethatthenetworkmonitoringcapabilitiesofthephysicalenvironment，andtoensurethelifeofthenetworkatthesametime．Inordertoen

8、surecoverageofthenetwork，wewillusuallydeployalargenumberofsensornodesinfixedarea．Ifthesenodesworkatthesametimewillguaranteecoverageofnetwork，butincreasetheloadandshortenthelifeofthenetwork．Letssomenodesgotosl