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《武汉理工大学》 2006年
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无线传感器网络路由协议的设计与仿真

邱艳飞  
【摘要】:现代科技的进步使得分布式微型传感器能应用于大规模信息的采集。这个采集的过程是通过很多配备可编程计算、多功能传感和通信能力的低功耗设备或节点组成的小型网络完成的。这种传感器节点的网络就是无线传感网络,它易于布置,且具有ad hoc连接性和高效性。集成了传感器、嵌入式计算、网络和无线通信四大技术的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,它是一种新型的无基础设施的无线网络,能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,传送到需要这些信息的用户。无线传感器网络作为一个新的研究领域,具有十分广阔的应用前景,引起了学术界和工业界的高度重视。 本文的主要工作是对无线传感器网络的路由协议进行设计。无线传感器网络节点数量庞大、单个节点资源极其有限,其路由协议设计的首要目标是有效节约能源,延长网络生命周期。论文研究了无线传感网络的硬件体系结构、网络协议体系和不同的分类特点,分析和比较了国外提出的几种针对无线传感器网络的路由协议,并借鉴其中的优秀思想,设计了能量有效的路由协议Energy-Efficient Clustering Routing Protocol(EECRP)。 EECRP基于LEACH聚类的思想,将聚类的过程分为聚类、数据传输和簇内首节点循环三个过程。聚类时充分考虑到节点分布的地理信息,自适应地调节聚类的数目,再根据图论中最小生成树的理论,利用Kruskal算法将所有节点划分为k类。在数据传输的过程中,sink节点将接收数据的过程划分为不同的轮,每一轮中,首节点又为簇内节点划分不同的数据传输时隙。簇内首节点循环是指簇内首节点在每一轮数据传输完后根据簇内每个节点的能量和到sink节点的距离选举首节点,从而分散能量消耗。在仿真分析过程中,应用NS2仿真平台,对直接通信Direct Communication(DC),静态聚类Static Clustering(SC),Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy(LEACH)和EECRP四种路由协议进行仿真和比较,结果表明,本设计算法相对LEACH等算法,能更有效利用网络资源,延长网络生命周期。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN929.5;TP212.9

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【引证文献】
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2 付华;王枫;;基于LonWorks技术的矿井瓦斯监测无线网关设计[J];微计算机信息;2010年25期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王泉夫;基于WSN的工作面监控及瓦斯浓度预测关键技术研究[D];中国矿业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 王春艳;矿井下无线传感器网络路由算法的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 王辉;无线传感器网络MAC层协议研究[D];武汉理工大学;2007年
3 邵思霈;无线应急通信网络MAC协议研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 沈晓瑞;基于模糊逻辑的无线传感器网络分簇路由协议的研究[D];太原理工大学;2010年
5 张阳;基于ZigBee的智能家电网络设计[D];武汉理工大学;2012年
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7 张鸽;桥梁荷载检测无线传感网络系统研究与开发[D];长安大学;2012年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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5 刘珩;安建平;邓轶敏;;移动型传感器网络协议及组播体系结构分析[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
6 李雄伟;杨义先;周希元;;无线传感器网络路由协议安全性研究[A];2005年信息与通信领域博士后学术会议论文集[C];2005年
7 蔺智挺;赵保华;屈玉贵;柏荣刚;;无线传感器网络的动态树型结构[A];2006年全国通信软件学术会议论文集[C];2006年
8 马天;黄建国;陈建峰;;WSN监测系统中声压分布二维可视化研究[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
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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 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
3 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
4 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
5 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
6 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
7 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
8 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
9 佟吉钢;高性能嵌入式系统技术及应用的若干问题研究[D];南开大学;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
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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 高丽丽;大功率电动汽车多功能智能快速充电机的研究[D];山东科技大学;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 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
5 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
6 刘兰涛;无线传感器网络中时间同步技术的研究[D];郑州大学;2010年
7 杨伟伟;基于LEACH的WSN分簇路由协议研究[D];郑州大学;2010年
8 朱玉芳;无线传感器网络中基于能量的发散簇树算法研究[D];郑州大学;2010年
9 林相君;基于Agent的无线传感器网络自律管理模型与应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 石莹;基于粒子群的无线传感器网络定位技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
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1 王超;陈开岩;;煤矿安全宏观预测方法综述[J];安全;2006年02期
2 彭刚,曹元大,廖乐健,孙利民;一种实时无线传感器网络路由协议[J];北京理工大学学报;2005年03期
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4 孙雨耕,张静,孙永进,房朝晖;无线自组传感器网络[J];传感技术学报;2004年02期
5 王燕莉,安世全;无线传感器网络的覆盖问题研究[J];传感技术学报;2005年02期
6 杨挺,孙雨耕,杨郁;无线传感器网络中一种节省资源的快速重路由算法[J];传感技术学报;2005年03期
7 杨少军,史浩山,陈敏;无线传感器网络QoS路由的研究与仿真[J];传感技术学报;2005年03期
8 李春杰;刘瑞霞;王继志;;基于无线传感器网络的监控平台设计[J];传感技术学报;2006年01期
9 覃伯平;周贤伟;杨军;宋存义;;无线传感器网络的安全路由技术研究[J];传感技术学报;2006年01期
10 叶伟松;袁慎芳;;无线传感网络在结构健康监测中的应用[J];传感技术学报;2006年03期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 麻毓筠;[N];太原日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李志刚;无线传感器网络分布数据存储策略研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 沈海澜;无线传感器网络数据查询关键技术研究[D];中南大学;2011年
3 施式亮;矿井安全非线性动力学评价模型及应用研究[D];中南大学;2000年
4 孙德山;支持向量机分类与回归方法研究[D];中南大学;2004年
5 付华;煤矿瓦斯灾害特征提取与信息融合技术研究[D];辽宁工程技术大学;2006年
6 那成亮;无线传感器网络MAC层退避算法及功控算法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 侯惠峰;利用地理位置信息的无线传感器网络路由和编址技术研究[D];解放军信息工程大学;2007年
8 董芳;合作分集对WSN路由的影响与AnRaF协议研究[D];浙江大学;2008年
9 朱金奇;延迟容忍无线传感器网络中的动态数据收集技术及其研究[D];电子科技大学;2009年
10 刘晓文;基于WSN的煤矿井下监控网络平台关键技术研究[D];中国矿业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高茹;传感器网络的路由关键技术研究[D];北京邮电大学;2011年
2 李瑞改;无线传感器网络协作路由协议的研究[D];广东工业大学;2011年
3 刘新华;大规模无线传感器网络中能源有效性路由协议研究[D];武汉理工大学;2005年
4 张倩;基于TinyOS的无线传感器网络路由协议设计与实现[D];西北工业大学;2006年
5 王薇;无线传感器网络低功耗分级路由协议研究[D];浙江大学;2006年
6 唐晓芬;无线传感器网高能量效率自适应MAC协议研究[D];西南交通大学;2006年
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8 万立德;一种基于地理位置信息的传感器网络路由协议研究[D];电子科技大学;2006年
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【二级引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 陈少华;电力塔无线传感器网络监测系统关键技术研究[D];大连海事大学;2011年
2 郑扬冰;井下选煤硐室围岩动态监测系统研究[D];中国矿业大学(北京);2014年
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1 苏炎荣;移动自组网MAC协议性能的研究与优化[D];中南林业科技大学;2008年
2 穆自立;带Mobile Agent的无线传感器网络的MAC协议研究[D];合肥工业大学;2011年
3 刘先宝;无线传感器网络非均匀分簇路由协议研究[D];杭州电子科技大学;2012年
4 王果;基于无线传感网络模糊冗余度混合通信算法研究[D];河南师范大学;2013年
5 邓毅;面向矿山物联网的多功能智能头盔软件关键技术研究[D];浙江大学;2014年
6 尹晶晶;瓦斯无线监测网络低功耗传感节点的研究[D];东华大学;2014年
【相似文献】
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1 孙利民;叶驰;廖勇;;传感器网络的路由机制[J];计算机科学;2004年03期
2 姚向华;韩九强;;传感器网络中的传感器配置问题研究[J];信息与控制;2006年02期
3 陈红;肖军;苏洁;;基于DSP的动态传感器网络实验平台的设计和开发[J];信息与控制;2006年02期
4 刘媛;邴志刚;;基于RFID的智能仓储管理系统的研发[J];天津工程师范学院学报;2006年03期
5 李凯;;无线传感器网络协议与研究[J];中国科技信息;2007年04期
6 王日俊;刘峰;凌国宇;周金龙;;浅谈传感器的发展[J];甘肃科技纵横;2007年03期
7 丰少伟;彭鹏菲;程远国;;传感器网络的数据查询处理技术研究[J];舰船电子工程;2008年01期
8 肖德琴;冯健昭;周权;杨波;;基于高斯分布的传感器网络信誉模型[J];通信学报;2008年03期
9 张玲玉;张玉峰;李凤霞;李丽敏;;用于智能交通系统的无线传感器网络[J];硅谷;2009年15期
10 胡博;沈军;;空降作战中传感器网络需求分析[J];国防科技;2009年04期
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1 谢志军;陈红;;传感器网络中能量高效的聚集算法研究[A];第二十四届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2007年
2 解婷婷;樊小泊;陈红;;传感器网络中基于动态线路的连续查询处理[A];第二十三届中国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2006年
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4 谢志军;陈红;;传感器网络中能量高效的区域连接算法研究[A];第二十四届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2007年
5 姚剑波;;无线Mesh传感器网络中的位置隐私[A];全国第20届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2009)暨全国第1届安全关键技术与应用学术会议论文集(上册)[C];2009年
6 纪守领;李金宝;;基于公共子树缓存的传感器网络查询技术研究[A];第26届中国数据库学术会议论文集(B辑)[C];2009年
7 曾加;慕春棣;胡建斌;;基于博弈论的传感器网络能量平衡路由[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 石为人;张阳;邓鹏程;;传感器网络局部时间同步协议研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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10 房栋;李宇;尹力;黄海宁;;水声传感器网络MAC协议研究与实现[A];2009年全国水声学学术交流暨水声学分会换届改选会议论文集[C];2009年
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4 记者 过国忠 通讯员 王楠;传感器网络SoC芯片制成[N];科技日报;2010年
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7 张晓丽;光纤结构健康监测系统及其传感器网络可靠性研究[D];南京航空航天大学;2012年
8 郜帅;移动传感器网络高效数据收集机制研究[D];北京交通大学;2010年
9 崔筱宁;基于传感器网络的扩散型事件监测技术研究[D];中国科学技术大学;2010年
10 解文斌;面向监测应用的传感器网络关键技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
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1 刘斌;跨层优化技术在传感器网络中的研究与应用[D];太原理工大学;2011年
2 李白莉;改进DV-Hop算法在随机传感器网络中的应用研究[D];太原科技大学;2011年
3 刘广;基于NS2的无线多媒体传感器网络多路径路由算法仿真与实现[D];陕西师范大学;2010年
4 沈昊为;传感器网络中基于Voronoi网格的快速覆盖判定算法研究[D];湖南大学;2010年
5 彭蓓雷;基于低时延和区分服务的中高速传感器网络QoS保证MAC协议研究[D];广东工业大学;2011年
6 沈卓;基于虚拟MIMO的无线温室测控系统传感器网络结构研究[D];江苏大学;2010年
7 王岩;基于流场守恒律模型的传感器网络路由技术研究[D];南京理工大学;2010年
8 王肯生;电力载波传感器网络路由算法的研究[D];中国石油大学;2010年
9 何鎏;基于嵌入式系统和现场总线的多参量传感器网络研究[D];上海交通大学;2011年
10 张军;非均匀无线多媒体传感器网络路由算法及其仿真与研究[D];陕西师范大学;2010年
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