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《电子科技大学》 2010年
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无线传感网络中多簇头算法研究与仿真

杨坤  
【摘要】: 无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是由大量散布在一个特定区域内廉价、低功耗的传感节点通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息,并发送给观察者。由于传感器节点通常采用电池驱动,一旦投放,很难再补充能量,因此如何有效利用有限的能量资源以提高整个网络的工作效率、延长网络生命周期是传感器网络研究中的一个关键性问题。 基于传感器网络应用的多样性以及环境的复杂性,本文以提高能耗效率、延长网络有效生命周期为目的,重点研究了传感器网络的能耗模型及分簇算法,提出了优化的能耗模型和基于多簇头的自适应分簇算法。本文的研究工作主要包括: 1.分析传感器网络的发展现状、研究热点及存在的问题。目前对传感器网络的研究已有诸多成果,但多数研究都是就某一个或者几个网络参数进行改进,有一定的理论参考价值,但工程应用性较小。因此,怎样形成统一的协议标准已经成为传感器网络研究中的一大趋势。 2.分析传感器网络的组网特点及工作方式,从能量消耗的角度去定性分析网络能耗效率,提出优化的能耗模型—OECM(Optimal Energy Computation Model )。该能耗模型更具有通用性和工程应用性,为拓扑结构设计奠定了基础。 3.在优化能耗模型OECM下,提出了基于多簇头的自适应成簇算法—SABMH(Self- Adaptive Algorithm Based on Multi-Cluster Head)。考虑到传感器网络的复杂性及大规模性,网络的局部行为会出现较大的不一致性。基于此,SABMH算法能够更好的协调整个传感器网络的行为方式及状态,达到提高能耗效率、延长网络生命周期的目的。 仿真结果表明:在OECM能耗模型下,能够更准确的对网络进行分簇。簇的划分不仅与节点数n有关,还以网络半径R及工作任务有关。在SABMH算法中,相对于LEACH算法,网络的有效生命周期延长了16%,而不稳定周期缩短了30% ~ 50%,与之相应的能耗负载参数降低了25% ~ 40%。因此,SABMH算法能够较大的提高网络能耗效率、延长网络有效生命周期。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP212.9;TN929.5

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 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
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10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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6 何坚;方康玲;李晓卉;韩维;;基于无线传感器网络的涉密载体智能监管系统研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
7 陈传友;张在琛;;基于ADF7020-1的无线收发模块的设计与实现[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
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9 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
10 谢宇博;刘刚;王俊;于亮亮;;基于PDA的温室环境信息管理系统的研究与开发[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 吴静;自组网稳定多层分级结构及其关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009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 张宇;个性化移动内容服务的模型和支持技术研究[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 年军艳;普适计算下的上下文感知计算若干关键技术研究[D];安徽工程大学;2010年
2 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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9 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 张怡;李云;刘占军;聂能;;无线传感器网络中基于能量的簇首选择改进算法[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2007年05期
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4 江禹生;邓光忠;管芳;;异构传感网基于圆环域的簇头混合通信路由算法[J];电子技术应用;2012年04期
5 林亚平,王雷,陈宇,张锦,陈治平,童调生;传感器网络中一种分布式数据汇聚层次路由算法[J];电子学报;2004年11期
6 刘新华;李方敏;旷海兰;方艺霖;;一种基于负载均衡的无线传感器网络分布式定向分簇算法[J];计算机研究与发展;2009年12期
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10 彭艾;黄岚;王忠义;王成;;无线传感器网络LEACH协议的Petri网模型及性能分析[J];计算机应用;2009年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杨少军;无线传感器网络若干关键技术研究[D];西北工业大学;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 段翠琴;基于分簇的无线传感器网络路由算法的研究[D];西安电子科技大学;2010年
2 肖伟茂;一种基于LEACH的无线传感器网络路由算法[D];西安电子科技大学;2006年
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5 沈大威;无线传感器网络分布式检测研究与应用[D];电子科技大学;2008年
6 秦鹏;ZigBee无线网络技术研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
7 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
8 尹纪单;面向WSN的能耗均衡非均匀分簇路由协议研究[D];长安大学;2010年
9 孙勇仕;无线传感器网络基于分簇路由协议的节能研究[D];吉林大学;2012年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 侯冰俏;刘方爱;张春花;申志远;;一种基于聚合度模型的WSNs双簇头分簇路由协议[J];传感器与微系统;2013年11期
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 侯冰俏;无线传感器网络中数据融合算法研究[D];山东师范大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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6 李建中,李金宝,石胜飞;传感器网络及其数据管理的概念、问题与进展[J];软件学报;2003年10期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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【相似文献】
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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
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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
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3 程时端;;传感器网络[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2004年年会论文集[C];2004年
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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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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10 吴秋云;面向动态环境监测的无线传感器网络数据处理方法研究[D];国防科学技术大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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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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