无线传感器网络路由协议——leach-c路由原理与仿真

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1、毕业设计(论文)题目无线传感器网络路由协议—LEACH-C路由原理与仿真学院(全称)信息科学与工程学院专业、年级通信工程06级01班学生姓名杨宇学号06950117指导教师许登元论文评阅人重庆交通大学2010年前言无线传感器网络(Wirelesssensornetworks)是由大量具有特定功能的传感器节点通过自组织的无线通信方式，相互传递信息，协同的完成特定功能的智能专用网络。它是当前国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。综合了传感器技术、嵌入式计算技术、通信技术、分布式信息处理技术、微电子制造技术和软

2、件编程技术等，可以实时检测、感知和采集网络所监控区域内的各种环境和监测对象的信息，并对收集到的信息进行处理后传送给终端用户。路由技术是WSN的核心技术之一。从路由的角度看，WSN既不同于传统的Internet网络和蜂窝移动网，又不同于移动自组网，它有自己的特点。相对于传统的无线通信网络而言，传统无线通信网络研究的重点在无线通信的服务质量上，而WSN由于节点能量有限，带宽资源受限，其路由协议的研究重点之一是放在如何提高能量效率上。在无线传感器网络的体系结构中，网络层的路由技术对WSN性能的好坏起着重要的作用。因此很多人展开了对无线传感器网

3、络路由协议方面的研究，提出了侧重点不同，形式多样的路由协议。主要有基于协商并有能量自适应功能的信息传播协议SPIN、定向扩散路由DD、分布式低功耗自适应分簇协议LEACH、适合实时感知场合的TEEN和APTEEN、基于链路的协议PEGASIS以及基于地理位置的路由GEAR等。而国内研究机构和高校在能量的高效路由协议方面的研究还不是很深入。在无线传感器网络的体系结构中，网络层的路由技术对WSN性能的好坏起着重要的作用。因此很多人展开了对无线传感器网络路由协议方面的研究。无线传感器网络路由协议的目的是将分组从源节点（通常为传感节点）发送到目

4、的节点（通常为汇聚节点），只要完成两大功能：一是选择适合的优化路径，一是沿着选定的路径正确转发数据。路由协议可以分为基于平面的、基于分级的和基于位置的路由协议三大类。基于平面的路由协议，所有节点通常都具有相同的功能和对等的角色。而基于分级的路由节点通常扮演不同的角色。基于位置的路由，网络节点利用传感器节点的位置来路由数据。NS2是指NetworkSimulatorversion2，NS(NetworkSimulator)是一种针对网络技术的源代码公开的、免费的软件模拟平台，研究人员使用它可以很容易的进行网络技术的开发，而且发展到今天，它

5、所包含的模块已经非常丰富，几乎涉及到了网络技术的所有方面。所以，NS成了目前学术界广泛使用的一种网络模拟软件。在每年国内外发表的有关网络技术的学术论文中，利用NS给出模拟结果的文章最多，通过这种方法得出的研究结果也是被学术界所普遍认可的，此外，NS也可作为一种辅助教学的工具，已被广泛应用在了网络技术的教学方面。因此，在本次课题采用NS2这款仿真软件进行仿真。对于无线传感器网络来说，最大化的均衡各节点的能量消耗以延长网络生存期是无线传感器网络研究的重要内容。本文对其中基于对无线传感器网络路由协议的全面介绍，重点分析基于分布式低功耗自适应分

6、簇协议LEACH协议的改进型协议LEACH-C，并实现在NS2的模拟仿真。目录中文摘要I英文摘要II第1章绪论1第2章无线传感器网络及其路由协议概述32.1无线传感器网络简介32.1.1无线传感器网络的特点32.1.2无线传感器网络系统及协议体系结构32.2路由协议概述和分类42.3无线传感器网络路由协议设计目标52.4各路由协议性能比较6第3章LEACH-C路由协议73.1LEACH协议73.2LEACH-C协议83.3能量模型及定义83.3LEACH-C算法描述113.3.1簇的建立阶段113.3.2稳定工作阶段123.4LEACH

7、与LEACH-C的比较13第4章NS2简介154.1NS2概述154.1.1NS的起源154.1.2NS2的简介164.2NS2的组件174.3NS2的目录结构184.4相关工具介绍194.4.1Nam194.4.2Gawk204.4.3Xgraph21第5章LEACH-C协议仿真225.1NS2网络模拟方法和过程225.2LEACH-C协议的仿真245.2.1仿真设置的过程245.2.2模拟退火算法265.2.3路由模拟的参数设置275.2.4模拟结果的分析275.2.5LEACH与LEACH-C协议模拟结果分析比较32第6章结论与展

8、望356.1总结356.2展望36致谢37参考文献38附录40leach-c_test40ns-leach-c41杨宇：无线传感器网络路由协议——LEACH-C路由原理与仿真摘要无线传感器网络是由大量无处不