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事件驱动型无线传感器网络可靠路由协议研究

作　者: 陈果娃
导　师: 王晓东
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 软件工程
关键词: 事件驱动可靠传输分段式自适应
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

无线传感器网络集成了传感器技术、微机电系统技术、无线通信技术和分布式信息处理技术,具有成本低廉、部署方便、自组织性等特点,拥有很好的军事应用与民用前景,已成为当前国内外的研究热点。传感器网络具有与传统网络不同的特点,比如节点能量受限、计算能力有限、通信能力低等,这些特点使得其协议设计与应用高度相关。事件驱动型应用是传感器网络的重要应用模式之一。部署在监控区域内的传感器节点,需要准确感知敏感事件的发生,并通过其他节点,及时向sink节点汇总,以达到监控和预警的目的。这一应用场景要求路由协议具有高可靠性、低响应延迟、可扩展性好等特点。如何保证报文在事件驱动型应用中可靠及时传输,成为我们面临的首要问题。本文针对这一问题,提出了分段式的数据传输方法,并在此之上设计了一种基于事件驱动的可靠路由协议kHSRP。在kHSRP协议中,报文通过段到段方式传输到sink节点。其路由发现机制采用按需路由的方式能够迅速建立局部路径,各段局部路径互相衔接最终形成到达sink节点的完整路径。分段式的报文恢复机制,在保证报文在段与段之间的可靠传输的同时,有效降低了跳到跳报文恢复方式带来的延迟和资源浪费。kHSRP采用能量自适应的路径选择策略,能够平衡网络负载,延长网络生命周期。本文通过理论模型分析,以及GloMoSim平台上实验验证,表明了kHSRP协议在事件驱动型应用中相比于其他传输方式在报文传输可靠性、传输延迟等方面具有更好的性能。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第一章研究背景  10-19
  1.1 无线传感器网络概述  10-17
    1.1.1 无线传感器网络简介  10-12
    1.1.2 传感器网络的体系结构  12-13
    1.1.3 无线传感器网络应用模式分析  13-16
    1.1.4 无线传感器网络路由协议概述  16-17
  1.2 事件驱动型应用中的可靠路由协议设计  17
  1.3 课题主要研究内容  17-18
  1.4 论文组织结构  18-19
第二章相关工作分析  19-31
  2.1 无线传感器网络中的路由协议  19-22
    2.1.1 无线传感器网络路由协议特点  19
    2.1.2 无线传感器网络路由协议分类  19-20
    2.1.3 无线传感器网络路由协议设计目标  20-21
    2.1.4 无线传感器网络路由协议研究现状  21-22
  2.2 典型的可靠路由协议分析  22-29
    2.2.1 ReInForm 路由协议  22-24
    2.2.2 SPEED 路由协议  24-25
    2.2.3 SAR 路由协议  25
    2.2.4 PSFQ 路由协议和RMST 路由协议  25-26
    2.2.5 ESRT 和CODE 路由协议  26-28
    2.2.6 PEQ 和HPEQ 路由协议  28-29
  2.3 小结  29-31
第三章分段式数据传输研究  31-38
  3.1 数据传输方法  31-33
    3.1.1 端到端（End-by-End）  31-32
    3.1.2 跳到跳（Hop-by-Hop）  32-33
  3.2 分段式的数据传输  33-37
    3.2.1 报文传输  33-34
    3.2.2 报文恢复  34
    3.2.3 路由重发现及更新  34-35
    3.2.4 理论模型分析  35-37
  3.3 小结  37-38
第四章事件驱动型可靠路由协议kHSRP  38-48
  4.1 kHSRP 协议相关概念  38-39
    4.1.1 事件的判断与数据流向  38-39
    4.1.2 可靠性定义  39
  4.2 kHSRP 协议中节点功能和协议基本参数  39-40
  4.3 kHSRP 协议工作过程  40-46
    4.3.1 初始配置阶段  40-41
    4.3.2 路由发现  41-43
    4.3.3 事件传输过程  43-44
    4.3.4 分段式的报文恢复  44-45
    4.3.5 路径重发现与更新  45-46
    4.3.6 能量自适应的路径选择  46
  4.4 小结  46-48
第五章 kHSRP 协议性能分析与评测  48-62
  5.1 理论模型分析  48-49
  5.2 性能模拟及分析  49-61
    5.2.1 GloMoSim 模拟工具简介  49-52
    5.2.2 模拟场景  52-53
    5.2.3 模拟结果分析  53-61
  5.3 小结  61-62
第六章工作总结与展望  62-64
致谢  64-65
参考文献  65-68
作者在学期间取得的学术成果  68

事件驱动型无线传感器网络可靠路由协议研究

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