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《武汉理工大学》 2011年
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LEACH协议的研究及改进

黄利  
【摘要】:随着微机电系统(Micro-Electro-Mechanism System, MEMS)、片上系统(System on Chip, SOC)、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展,孕育出无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN),并以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了数据感知的一场变革。因其有着广阔的应用前景,所以研究设计或优化更有效的适用于无线传感器网络的网络协议,延长其网络寿命,提升其性能(如包的成功发送率、节能等)显得十分重要。 本文针对LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)路由协议作了深入的剖析,它作为一种经典的无线传感器网络分层分簇路由协议,协议的具体算法分为两个阶段:簇头选择阶段和稳定工作阶段。在第一个阶段,簇头选择算法仅仅从概率角度上考虑了结点作为簇头的公平性,而没有把节点能量值、簇头边缘化和簇内节点数据传输距离等重要因素考虑在内。因此,针对节点能量问题,本文在原协议的阈值中加入了节点剩余能量和初始能量的比重;在簇头边缘化问题上,本文在原有协议的基础上,加入了节点到中心的距离,从而减小簇头的边缘化,增大了簇头的覆盖面,从而提出了LEACH-ED (Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy-Energy and Distance)优化协议;为了减少簇内节点的数据传输距离,本文在第一次选簇的基础上在簇内重新选择簇头使其尽量靠近簇的质心,以减少节点到簇头的数据传输距离,从而减小节点能耗,在这个问题的解决上本文提出了LEACH-DC (Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy-Distance and Centroid)优化协议。就以上三点的修改方案,本文基于NS2(Simulation Network, Version2)仿真平台,扩展安装和修改LEACH协议程序。针对改进后的协议与原协议作了大量的仿真分析实验,为了保证仿真实验结果的准确性,采用了两个不同的感应节点分布文件分别仿真。分析结果验证了LEACH-ED和LEACH-DC的确有效地延长了网络寿命,提高了网络性能。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN929.5;TP212.9

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王宁波;无线传感器网络LEACH协议的研究和改进[D];郑州大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张瑞华;无线传感器网络中的分簇算法研究[D];西安科技大学;2009年
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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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6 易军;黄河;李太福;;基于DPSO的无线传感器网络QOS路由算法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
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10 于亮亮;刘刚;王俊;;基于IEEE802.15.4的温室环境信息采集系统[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
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 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
4 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
5 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
6 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
7 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
8 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
9 蒋鼎国;无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D];江南大学;2010年
10 高艺;能源自给低功耗无线传感器网络关键技术研究[D];南开大学;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
2 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
3 乔田田;无线传感器网络路由协议研究[D];山东科技大学;2010年
4 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
5 彭慧;面向离散型制造业的嵌入式MES检测终端开发[D];浙江理工大学;2010年
6 闭启礼;水文传感器网络部署优化研究[D];郑州大学;2010年
7 张永琦;无线传感器网络中基于网关的分级簇算法研究[D];郑州大学;2010年
8 张磊;基于无线传感器网络的实验管理系统的设计与实现[D];郑州大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李成岳;申铉京;陈海鹏;孙恩岩;;无线传感器网络中LEACH路由算法的研究与改进[J];传感技术学报;2010年08期
2 黄轶;金向东;杨海波;;一种无线传感器网络路由协议的研究与改进[J];传感器与微系统;2007年11期
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6 刘玉华;赵永锋;许凯华;高景菊;;无线传感器网络LEACH协议的改进[J];计算机工程与应用;2010年17期
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8 蔡景明;孙季丰;;无线传感器网络中的自适应路由算法[J];计算机工程;2009年18期
9 赵宏程;王旭阳;王野;朱春水;;无线传感器网络的研究现状及发展趋势[J];科技广场;2011年09期
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 方玉杰;无线传感器网络LEACH协议的研究与改进[D];西安工业大学;2011年
2 张力;无线传感器网络LEACH分簇路由协议的改进与仿真[D];武汉理工大学;2009年
3 张言嘉;无线传感器网络中LEACH算法的研究与改进[D];东北大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 黄琼;张宏科;郜帅;张思东;;基于IPv6的无线传感器网络应用设计[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2006年05期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 于继明;无线传感器网络基于分簇的多路径路由算法研究[D];南京理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王法;无线传感器网络分簇协议LEACH协议中的簇头选择的改进研究[D];电子科技大学;2008年
【相似文献】
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1 于林峰;肖丽;;一种基于WSN的协议改进算法分析[J];上海理工大学学报;2009年04期
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4 钟斌;邬毅松;李思敏;;一种新颖的LEACH簇头选举算法[J];计算机系统应用;2011年02期
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10 范智翔;蔡乐才;李红婵;;变电监控中无线传感器网络的智能化改进[J];中国西部科技;2009年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 万传飞;杜尚丰;;无线传感器网络LEACH算法的改进与仿真[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年
3 韦小铃;王玉斌;余兴超;董荣胜;;无线传感器网络LEACH路由协议的研究与改进[A];广西计算机学会2010年学术年会论文集[C];2010年
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7 徐久强;卢锁;赵海;崔行兵;刘大鹏;;基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法的研究[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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7 沈建苗 编译;理智部署无线传感网[N];计算机世界;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王垚;基于覆盖率的无线传感器网络LEACH协议研究及改进[D];南京信息工程大学;2012年
2 张倩倩;无线传感器网络Leach协议研究和改进[D];安徽大学;2010年
3 柳丽娜;无线传感器网络中LEACH算法的研究和改进[D];吉林大学;2012年
4 刘玉秀;无线传感器网络LEACH路由算法改进研究[D];山东大学;2010年
5 钟文平;基于无线传感器网络的温湿度检测系统[D];江南大学;2012年
6 高伟;无线传感器网络中基于协同的LEACH协议研究[D];安徽大学;2010年
7 孔亮;无线传感器网络LEACH协议算法改进与仿真研究[D];太原科技大学;2010年
8 方玉杰;无线传感器网络LEACH协议的研究与改进[D];西安工业大学;2011年
9 张言嘉;无线传感器网络中LEACH算法的研究与改进[D];东北大学;2008年
10 林少钦;分簇无线传感器网络的能量有效性研究[D];上海交通大学;2012年
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