学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于能量均衡的无线传感器网络拓扑控制算法应用研究

作　者: 程敏
导　师: 张维勇
学　校: 合肥工业大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 无线传感器网络 拓扑控制 分簇算法 能量均衡 NS2仿真
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 71次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着计算机、网络、通信、传感、微电子等技术研究成果的不断涌现,推动了低功耗、低成本、多功能传感器技术的不断发展,使其在微小体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能。由这些微型传感器构成的无线传感器网络的应用研究引起了相关领域的极大关注。传感器节点体积微小、能量有限,并且由于其工作环境通常较复杂、危险,节点的电池得不到及时的更换或能量的补充,因此寻求高效的网络拓扑控制,均衡节点的能量消耗成为无线传感器网络研究的主要目标之一。本文首先阐述了无线传感器网络拓扑控制机制的基本概念,介绍了现有的拓扑控制算法,指出了拓扑控制存在的技术挑战。在分析了经典的分簇算法的基础上,综合了拓扑控制的层次性拓扑控制机制和功率控制机制两个方向,借鉴了CDMA系统的反向功率控制技术,提出了一种基于最大连通度的密度自适应分簇算法。论文对经典的层次型拓扑控制算法LEACH进行了详细分析后,结合能量模型进行了改进,重点在簇头选择时考虑了传感器节点的剩余能量和已经充当簇头的次数,分簇时控制簇的大小,并选出备用簇头,减少了簇头的频繁选择。针对所提出的基于能量均衡的改进算法,利用NS2仿真工具进行了仿真实验,实验结果表明,所提出的算法均衡了节点间的能量消耗,有效地节省了网络总能耗,延长了网络的寿命。论文最后给出了无线传感器网络的应用实例——矿井人员定位系统的应用与实现。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章 绪论  11-16
  1.1 引言  11
  1.2 论文研究目的和意义  11-12
  1.3 国内外研究现状  12-14
    1.3.1 无线传感器网络研究现状  12-13
    1.3.2 拓扑控制技术研究现状  13-14
  1.4 论文的工作和组织结构  14-16
第二章 无线传感器网络概述  16-25
  2.1 无线传感器网络体系结构  16-18
    2.1.1 传感器节点结构  16
    2.1.2 传感器网络协议体系  16-18
  2.2 无线传感器网络的技术特征  18-21
    2.2.1 WSN 与MANET 的区别  18-19
    2.2.2 无线传感器网络的特点  19-21
  2.3 无线传感器网络的关键技术  21-22
  2.4 传感器网络的应用  22-23
  2.5 本章小结  23-25
第三章 无线传感器网络的拓扑控制  25-34
  3.1 概述  25
  3.2 拓扑控制的设计目标及主要技术挑战  25-26
    3.2.1 拓扑控制的设计目标  25-26
    3.2.2 拓扑控制的主要技术挑战  26
  3.3 现有的拓扑控制算法  26-32
    3.3.1 基于功率控制的拓扑控制算法  26-29
    3.3.2 基于层次型的拓扑控制算法  29-31
    3.3.3 基于节点睡眠调度的拓扑控制算法  31-32
  3.4 拓扑控制中存在的问题和需要研究的内容  32-33
  3.5 本章小结  33-34
第四章 基于能量均衡的分簇算法研究  34-54
  4.1 分簇算法概述  34-36
    4.1.1 分簇结构  34-35
    4.1.2 相关定义  35
    4.1.3 分簇算法的概念及目标  35-36
  4.2 典型的分簇算法  36-37
  4.3 基于最大连通度的密度自适应分簇算法（MAXD-C）  37-42
    4.3.1 算法提出的背景  37-38
    4.3.2 CDMA 功率控制技术  38-40
    4.3.3 MAXD-C 算法设计  40-42
  4.4 基于能量均衡的LEACH 算法改进  42-49
    4.4.1 LEACH 算法分析  42-45
    4.4.2 LEACH 能量模型  45
    4.4.3 最佳分簇个数的确定  45-47
    4.4.4 改进算法(LEACH_C)设计  47-49
  4.5 算法仿真与分析  49-53
    4.5.1 NS2 网络仿真平台  49
    4.5.2 仿真实验及结果分析  49-53
  4.6 本章小结  53-54
第五章 应用实例——矿井人员定位系统  54-59
  5.1 矿井人员定位系统介绍  54-56
  5.2 系统中分簇算法的应用  56-58
    5.2.1 系统开发平台  56
    5.2.2 系统的软件实现  56-58
  5.3 本章小结  58-59
第六章 总结与展望  59-61
  6.1 总结  59
  6.2 存在的问题及下一步的研究  59-61
参考文献  61-64
攻读硕士学位期间的科研、论文、获奖情况  64-65

相似论文

  1. 基于无线传感器网络的农田环境监测系统路由协议的研究,TN915.04
  2. 基于能量均衡的无线传感器网络多路径路由算法的研究,TP212.9
  3. Ad hoc网络中能量均衡和节点不相交多径路由协议的研究,TN929.5
  4. Ad Hoc网络中分簇路由算法的研究,TN929.5
  5. 基于分簇的移动sink传感网路由算法研究,TP212.9
  6. 移动传感器网络拓扑控制算法研究,TP212.9
  7. 无线传感器网络拓扑控制研究,TP212.9
  8. 无线传感器网络休眠调度算法研究,TN929.5
  9. ZigBee技术在污染气体监测系统中的研究与应用,TP274
  10. Ad Hoc网络分簇路由协议的研究与优化,TN929.5
  11. 基于拓扑控制的无线传感器网络能量有效分簇路由协议的研究,TP212.9
  12. 基于UDT的实时流媒体加密传输技术研究,TN918.4
  13. 水下无线传感器网络的能效策略研究,TP212.9
  14. 基于能量感知的无线传感器网络分簇算法研究,TP212.9
  15. 无线传感器网络能量均衡数据汇集算法研究,TN929.5
  16. 无线传感器网络节能路由协议的研究,TP212.9
  17. 能量均衡的无线传感器网络路由算法,TP212.9
  18. 基于蜂窝分簇WSN拓扑控制研究,TP212.9
  19. 无线传感器网络分簇算法及其在TinyOS下的实现研究,TN929.5
  20. 支持故障恢复的多目标约束路由算法研究,TP393.02
  21. 战术互联网安全分簇算法研究,TP393.08

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器 > 传感器的应用
© 2012 www.xueweilunwen.com