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《大连海事大学》 2011年
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无线传感器网络能量高效路由协议研究

孙中皋  
【摘要】:无线传感器网络是由大量具有感知、计算和无线通信能力的微型传感器节点组成的智能网络,可以实现对各种环境或监测对象的信息采集并进行远程传输。作为—种新型的信息采集和处理手段,无线传感器网络在国防军事、环境监测、医疗卫生等领域具有广阔的应用前景,已经成为信息科学技术研究中的一个热点领域。 由于传感器节点能量受限的特点,必须设计能量高效的路由协议以最大限度地延长网络的生命周期。基于分簇技术的层次路由协议在网络扩展性、高效节能等方面具有明显的优势,成为路由协议的一个重要分支。相对于平面路由协议,分簇路由协议更符合无线传感器网络基于数据的路由需求,也更适用于大规模网络。 在系统分析和研究当前无线传感器网络路由协议的基础上,论文主要研究了分簇路由协议中的簇头选举机制和低能耗数据传输技术。具体研究工作包括以下四个方面: 1.针对经典的分簇路由协议LEACH簇头数目分布不合理的问题,提出了一种基于最优分簇数目的改进算法(CONCH)。CONCH算法保证了网络的分簇数目为最优值且簇头节点在网络中分布相对均匀,降低了网络能耗,提高了网络性能。 2.针对基于投票选举机制的分簇算法VCA存在的问题,提出了一种基于双重选举机制的簇头选举算法(TSMC),TSMC算法有效结合了投票选举机制和定时驱动机制的优点。首先,建立了多属性投票模型,其中属性权重系数采用信息熵方法自适应确定;然后,设计了一个转换函数将节点所得票数转换为参与簇头竞争的定时长度。TSMC算法均衡了节点的能量和能耗因素,减少了消息开销,有效延长了网络的生命周期。 3.将模糊集理论引入到簇头选举算法中,提出了一种基于模糊多准则决策的分簇路由算法(FMCDM)。FMCDM算法把簇头的选取抽象为多准则决策过程,利用模糊集解决多准则决策问题的有效性,建立了模糊多准则决策簇头选取模型。FMCDM算法考虑了簇头选举的多个准则,且避免了投票机制中的消息开销,具有很好的节能特性和能量均衡特性。 4.针对多级能量异构网络中节点初始能量在一定范围内随机分布的特点,提出了种模糊低能量节点保护的分簇算法(FLENP)。FLENP算法根据网络中节点能量的分布情况,位于低能量区域内具有较高能量的节点拥有更多的机会成为簇头节点,从而使低能量节点受到保护,延长了网络的生命周期。
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP212.9;TN915.04

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 亓相涛;周桥林;;基于嵌入式的模数转换及数据分组传输研究[J];计算机光盘软件与应用;2013年05期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 曹涌涛;何晨;蒋铃鸽;;无线传感器网络中基于自适应定时器策略的分簇算法[J];电子学报;2007年09期
4 孙亭;杨永田;芦东昕;贾美娟;;一种基于聚合度的动态分层路由协议[J];电子学报;2008年04期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张晋;无线传感器网络覆盖控制算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王蕊;无线传感器网络部署与拓扑控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 董慧群;代建制项目风险预警管理研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 孙玉婷;基于柱形换能器的水下传感器网络组网协议研究[D];中国海洋大学;2009年
5 罗汉江;海洋监测传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
6 郭瑛;基于事件触发的无线传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
7 周鹏;水下传感器网络海上试验平台的研究与设计[D];中国海洋大学;2010年
8 张书奎;无线传感器网络中信息分发的可靠性研究[D];苏州大学;2010年
9 刘昕;基于无线传感器网络的目标跟踪系统中的算法研究[D];华中科技大学;2010年
10 窦亚玲;基于直觉模糊集的多约束网络路由决策方法研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶青;基于可信的无线传感器网络认证技术的研究[D];安徽工程大学;2010年
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3 常绪华;基于MATLAB综采面采空区自燃特性分析研究[D];河南理工大学;2010年
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6 谌业滨;无线传感器网络自身健康状态融合机制研究[D];南昌航空大学;2010年
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10 骆科学;基于ZigBee的无线传感器网络节点在矿井机车运输监控系统中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王青山;张信明;陈国良;;基于插值法的移动Ad Hoc网络功率路由算法[J];计算机工程;2006年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 严阿仁;工业无线网络分簇算法研究[D];西南大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑杰;屈玉贵;赵保华;;嵌入式无线传感器网络自组织通信协议栈[J];北京邮电大学学报;2009年S1期
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3 程伟;史浩山;唐浩漾;;一种基于能量估计的异构传感器网络分簇算法[J];传感技术学报;2008年11期
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