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基于上下文感知技术的WSN路由协议研究

韦哲  
【摘要】: 自从20世纪90年代初之际,由前Xerox PARC首席科学家、泛在计算之父Mark Weiser提出了泛在计算,或称为普适计算(Pervasive Computing)的重要概念后,世界计算机应用技术的发展方向便向着这一趋势飞速发展。无线传感器网络技术(WSN, Wirless Sensor Network)就是实现这一思想的具体体现。普适计算将大幅降低设备使用的复杂程度,使人们的生活更轻松、更高效。而在它的实现中,需要解决的一项关键性技术便是上下文感知技术。上下文感知技术作为未来普适计算和当前WSN技术中的重要组成部分之一,对它的研究将给当前WSN技术的发展带来大力推动作用并加速目前计算机技术整体向未来智能化社会的普适计算过渡’。 本文通过对无线传感器网络及其中应用路由技术的固有特点的阐述和人工智能理论以及上下文感知技术的描述引入了基于上下文感知技术的核心思想对WSN路由技术进行研究的必要性和必然性。通过将上下文感知技术的核心思想与传统路由技术的结合提出了全文的核心——CATRP协议并从工作流程、数据结构、定量算法设计和可拓展细节等角度全方位的设计了协议的组成模块和改进空间,又以CATRP协议为基础提出了创新的可分簇型协议:CCATRP.最后通过基于实物设备的仿真实验模拟了一定应用场景下CATRP与CCATRP协议的工作性能指标并与同类经典协议进行了对比分析,得到了在重要指标下协议运行特性,同时也反映出了协议的不足之处并提出了解决思路。 通过以上工作,本文得出了CATRP和CCATRP协议作为将上下文感知技术的核心思想应用于基础路由协议并使传统路选思想转变为具备一定人工智能的主动预测性路由协议的代表在WSN路由技术的发展过程中是具备一定前瞻性和指导意义的,是未来WSN技术的正确发展方向,符合普适计算的导向特征。本文为现阶段WSN技术的转型充实了理论基础、做出了一定贡献。本文提出的核协议CATRP具有在具体应用中的能量有效性、理论正确性、可靠性和维护需求低等优点,将可以作为基础协议框架供理论界不断改进、不断提高。


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