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基于LEACH的无线传感器网络路由协议研究与改进

作　者: 杨珍
导　师: 何熊熊
学　校: 浙江工业大学
专　业: 控制工程
关键词: 无线传感器网络分簇路由 LEACH 网络生存时间
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 55次
引　用: 1次
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内容摘要

无线传感器网络是在微机电系统、传感器技术、无线通信和现代网络等技术的不断进步推动下发展起来的,早期应用于军事领域,如今的传感器节点已经在工业监控、城市管理、远程医疗、智能交通和绿色农业等众多领域具有广泛的应用前景,被美国《技术评论》誉为21世纪改变人类未来生活方式的十大技术之首。由于无线传感器网络节点能量受限,如何高效地利用节点自带的有限能量,最大限度地延长网络生存时间,一直以来是无线传感器网络的研究热点,也是衡量无线传感器网络中路由算法的重要指标。因此,分析与研究无线传感器网络路由协议具有重要的意义。本文主要工作和研究内容如下:1.针对无线传感器网络中节点能量受限问题,分析无线传感器网络路由协议,深入研究LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)为代表的分簇路由算法。2.从簇头选举、簇形成过程两方面加以改进,设计了一种基于LEACH算法的高效路由协议。依据节点的剩余能量、离基站的距离等因素产生簇头,剩余能量越高,距离基站越近的节点成为簇首的机会越大;依据普通节点到簇头的距离、簇头到基站的距离等因素选择成簇方式。3.通过MATLAB仿真平台,实现了基于LEACH算法的路由协议改进。仿真结果表明,改进算法在降低节点能耗、延长网络生存时间等性能方面有明显的提升。4.最后,对本文工作进行总结,并对进一步的研究进行展望。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-21
  1.1 研究背景与意义  10-11
    1.1.1 研究背景  10
    1.1.2 研究意义  10-11
  1.2 无线传感器网络概述  11-19
    1.2.1 国内外研究现状  11-13
    1.2.2 发展趋势及应用  13-14
    1.2.3 主要研究成果  14-15
    1.2.4 研究热点  15-17
    1.2.5 需要解决的问题  17-19
  1.3 本文的研究内容及目标  19
  1.4 本文结构及章节目标  19-21
第2章无线传感器网络路由协议研究  21-34
  2.1 无线传感器网络体系结构  21-22
  2.2 无线传感器网络节点构成  22-23
  2.3 无线传感器网络与Ad hoc 网络的区别  23
  2.4 无线传感器网络路由协议设计的特点和要求  23-25
  2.5 主要路由协议分类  25-26
  2.6 典型路由协议介绍  26-32
  2.7 选择LEACH 协议研究的原因  32-33
  2.8 本章小结  33-34
第3章 LEACH 算法研究与改进  34-46
  3.1 LEACH 能量模型及定义  34-35
  3.2 时间轴模型  35-36
  3.3 LEACH 算法描述  36-38
  3.4 簇头选择算法描述  38-39
  3.5 LEACH 协议的探讨  39-40
  3.6 LEACH 协议的改进方案  40-45
    3.6.1 网络模型[44]  41
    3.6.2 能量模型  41-42
    3.6.3 簇头选择  42-43
    3.6.4 簇形成过程  43-45
  3.7 本章小结  45-46
第4章仿真环境与实验结果  46-55
  4.1 仿真环境概述  46-47
  4.2 仿真结果  47-54
  4.3 本章小结  54-55
第5章总结与展望  55-57
  5.1 总结  55-56
  5.2 展望  56-57
参考文献  57-61
致谢  61-62
攻读学位期间参加的科研项目和成果  62

基于LEACH的无线传感器网络路由协议研究与改进

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