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《基于優(yōu)化算法和節(jié)點(diǎn)覆蓋無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要隨著無線通信、集成電路、傳感器以及微機(jī)電系統(tǒng)等技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，低成本、低功耗、多功能的微型傳感器的大量生產(chǎn)成為可能。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的微型傳感器節(jié)點(diǎn)通過無線電通信形成的一個多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以在目標(biāo)跟蹤、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療健康等應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域里被監(jiān)測對象的信息，并發(fā)送給基站內(nèi)的觀察者。論文首先對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究歷史和發(fā)展現(xiàn)狀做了簡單的介紹。然后對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征以及應(yīng)用領(lǐng)域做了簡明的闡述。接著著重分析了路由協(xié)議的概念及其分類。在分簇的路由協(xié)議中，證明了“能夠使簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的傳
2、輸消耗最小的簇頭位置，是簇內(nèi)距離幾何中心點(diǎn)最近的節(jié)點(diǎn)位置’’的定理。根據(jù)這一定理，提出了對LEACH．C路由協(xié)議中模擬退火算法的改進(jìn)算法，使得LEACH．C協(xié)議的響應(yīng)時間極大地縮短。在節(jié)點(diǎn)數(shù)目不同的情況下，通過仿真試驗(yàn)，比較了改進(jìn)前后得到相近結(jié)果所需的迭代次數(shù)，證明了新提出的算法能夠更加高效地運(yùn)行。闡述了通過研究覆蓋問題解決能量消耗的最新研究成果。首先介紹了覆蓋研究中的基本問題和涉及到的網(wǎng)絡(luò)分布模型。然后分析了覆蓋和網(wǎng)絡(luò)的連接性以及能量消耗之間存在的關(guān)系，并系統(tǒng)介紹了目前解決兩種關(guān)系所采取的主要方法。最后著重介紹了設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)時需要考慮的覆蓋問
3、題，同時論述了幾種解決矛盾時采用的方法和思想。從連續(xù)的角度，證明了“在節(jié)點(diǎn)感知半徑相同的情況下，如果一個節(jié)點(diǎn)感知區(qū)域的圓周能被其它節(jié)點(diǎn)覆蓋，同時這些節(jié)點(diǎn)到該節(jié)點(diǎn)的距離不大于感知半徑，那么該節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)域被這些節(jié)點(diǎn)完全覆蓋"的定理。從離散的角度，提出了用螺旋隊(duì)列的方法計(jì)算一個節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)域被其它節(jié)點(diǎn)覆蓋的百分比的算法。在此基礎(chǔ)上，提出了一個基于節(jié)點(diǎn)覆蓋的簇頭選舉算法。在節(jié)點(diǎn)數(shù)分別為100和200時，通過試驗(yàn)仿真，在網(wǎng)絡(luò)的生命周期、能量消耗和網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率變化情況三個方面，比較了LEACH．C協(xié)議、pLEACH協(xié)議和新提出算法。結(jié)果證明該算法在這三個方面
4、比前兩者具有更加優(yōu)良的性能。關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模擬退火算法覆蓋簇頭選舉AbstractWiththerapiddevelopmentandincreasin舀ymaturationofsometechnologiessuchaswirelesscommunications，integratedcircuits，sensorsandmicroeleetromechanicalsystems，itbecomespossibleforthemassproductionofmicroSensorswimlow-cost,lowpowerandmulti
5、function．Wirelesssensornetworkisaself-organizingandmulti—hopnetworksystemcomposedbyalargenumberofmicrosensornodes，whichorganizedthroughradiocommunication,deployedinamonitoringagea．Itcanperceive，gatheranddealwiththeinformationofmonitoredobjectsiIlacoverednetworkareacollaborativ
6、ely,andsenttotheobserversinthebasestationinthefieldsuch嬲targettracking,environmentalmonitoring,healthcareandSOOILFirstly,theresearchinghistoryanddevelopmentstatusofthewirelesssensornetworkissimplyintroducediIlthispaper．Then,thecharacteristicsandapplicationsofwirelesssensornetw
7、orksareelaboratedconcisely．Andthenfocusontheanalysisoftheconceptandclassificationofroutingprotocols．Inclusteringroutingprotocols，thetheoremthatthelocationoftheclusterheadnode，whichcanminimizetheconsumptionoftransmissioninthisduster,iSthelocationofthenodewhichisthenearestfromth
8、egeometriccenteriIlthisclusterisproved．Accordingtothistheorem
