無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)leach路由算法的分析與應(yīng)用

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1、-------分類號(hào)：密級(jí)：論文編號(hào)：學(xué)號(hào)：50090812318重慶理工大學(xué)碩士學(xué)位論文無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)LEACH路由算法的研究及應(yīng)用研究生：陳志強(qiáng)指導(dǎo)教師：王東副教授學(xué)科專業(yè)：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù) 研究方向：嵌入式系統(tǒng)培養(yǎng)單位：計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院論文完成時(shí)間：2012年4月5日論文答辯日期：2012年6月2日-----------萬(wàn)方數(shù)據(jù)-----------CategoryNumber：LevelofSecrecy： SerialNumber：StudentNumber：Master'sDissertationofChongqingUniversityofTechnologyResearch

2、andApplicationofLEACH RoutingAlgorithmforWirelessSensor NetworkPostgraduate：ChenzhiqiangSupervisor：Prof.Wangdong Specialty:ComputerApplication ResearchDirection:Embeddedcomputersystem TrainingUnit:CollegeofComputerScienceand EngineeringThesisDeadline:April5,2012 OralDefenseDate:June2,2012----------

3、-萬(wàn)方數(shù)據(jù)-----------重慶理工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。除文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果、作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的集體和個(gè)人，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人承擔(dān)本聲明的法律后果。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)重慶理工大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃

4、描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于（請(qǐng)?jiān)谝韵孪鄳?yīng)方框內(nèi)打“√”）：1.保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。2.不保密□。作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日-----------萬(wàn)方數(shù)據(jù)----------------------摘要摘要無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種信息獲取和處理的綜合性新興學(xué)科，它包含了傳感器、嵌入式計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線通信等技術(shù)，廣泛應(yīng)用于災(zāi)難救助、環(huán)境監(jiān)測(cè)、緊急搜索、軍事、醫(yī)療、以及工業(yè)、民用家庭網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有硬件資源、電源容量有限等諸多特點(diǎn)，故設(shè)計(jì)有效節(jié)能的無(wú)線路由算法是其中的研究重點(diǎn)之一。論文首先介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念、特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)

5、等，闡述了幾種典型的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法，著重研究了LEACH算法的原理和運(yùn)行機(jī)制；在此基礎(chǔ)上，論文從簇頭數(shù)目的確定、簇頭的選舉及簇間路由方式等方面對(duì)LEACH算法加以改進(jìn)，提出了一種基于改進(jìn)蟻群算法的多跳分簇路由算法LEACH-IMA。LEACH-IMA算法從三個(gè)方面進(jìn)行了優(yōu)化：1、為了使每輪通信中消耗的能量最小，網(wǎng)絡(luò)只有在最優(yōu)簇頭概率下選取簇頭數(shù)目才能使網(wǎng)絡(luò)生存周期最長(zhǎng)，本文通過(guò)理論推導(dǎo)得到最優(yōu)簇頭數(shù)目，并在仿真實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了該結(jié)論的正確性。2、針對(duì)LEACH中簇頭選舉的隨機(jī)性和等概率性，LEACH-IMA采用新的簇頭選舉機(jī)制，對(duì)LEACH中閾值T(n)進(jìn)行調(diào)整，不僅考慮節(jié)點(diǎn)是否已經(jīng)擔(dān)當(dāng)

6、過(guò)簇頭，而且考慮節(jié)點(diǎn)剩余能量和節(jié)點(diǎn)相對(duì)位置因素，這樣避免能量較低和距離Sink節(jié)點(diǎn)較遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)當(dāng)選為簇頭，從而平衡網(wǎng)絡(luò)能耗。3、針對(duì)LEACH中簇頭采用直接通信會(huì)造成能耗過(guò)大的問(wèn)題，本文以降低簇間遠(yuǎn)距離通信能耗為目標(biāo)，考慮簇頭能耗的均衡，提出了基于蟻群算法的簇間多跳路由來(lái)優(yōu)化簇間數(shù)據(jù)傳輸，在選擇下一跳的時(shí)候，考慮各個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)的剩余能量因素，避免選擇較低能量的相鄰簇頭進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸而導(dǎo)致搜索的局部最優(yōu)問(wèn)題。通過(guò)MATLAB7.0對(duì)改進(jìn)后的LEACH-IMA算法與LEACH算法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，表明：LEACH-IMA算法中簇和死亡節(jié)點(diǎn)分布更加均勻，死亡節(jié)點(diǎn)數(shù)明顯減少，延長(zhǎng)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生命周期，從而驗(yàn)證

7、了LEACH-IMA的有效性。最后，在重慶市科委公關(guān)項(xiàng)目“森林防火與火災(zāi)監(jiān)測(cè)中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”(項(xiàng)目編號(hào)：CSTC，2009AC2068)中將改進(jìn)的LEACH-IMA算法應(yīng)用于森林防火系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中。關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，LEACH-IMA，簇頭選舉，蟻群算法，森林防火-----------I萬(wàn)方數(shù)據(jù)-----------AbstractAbstractWireless