異構無線傳感器網(wǎng)絡能量均衡路由協(xié)議研究

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1、學校代碼10530學號201330111706分類號TP393密級公開碩士學位論文異構無線傳感器網(wǎng)絡能量均衡路由協(xié)議研究學位申請人王嬙君指導教師劉國繁教授學院名稱信息工程學院學科專業(yè)信號與信息處理研究方向無線傳感器網(wǎng)絡二〇一六年五月二十六日ResearchonBalancedEnergyConsumptionProtocolforHeterogeneousWirelessSensorNetworkCandidateWangQiangjunSupervisorprofessorLIUGuofanCollegecollegeofInformationEngineeringP

2、rogramSignal&InformationEngineeringSpecializationWirelesssensornetworkDegreeEngineeringMasterUniversityXiangtanUniversityDate2016-05-26湘潭大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研巧所取得的研究成果。除了文中特別加Ｗ標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中Ｗ明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律

3、后果由本人承擔。作者簽名：主古南日期；＞／會年］：月巧日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部口或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權湘潭大學可將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可Ｗ采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。０／＾作者簽名；王＾若日期；９年Ｊ：月說日導師簽名；日日聲方，知＾月＾摘要無線傳感器網(wǎng)絡（WSN）是由隨機散布于監(jiān)測區(qū)域的大量傳感器自組織形成的網(wǎng)絡，融合了多種科學

4、技術，是一門具備綜合性能優(yōu)勢的學科。隨著無線傳感器網(wǎng)絡在各領域中的廣泛應用，科研人員展開了對WSN技術的深入研究，主要集中于對數(shù)據(jù)融合、路由協(xié)議、節(jié)能控制及時間同步等關鍵技術的研究。傳感器因采用自帶電池供電，其體積小、能量有限，且一般部署于人跡罕至、環(huán)境惡劣的區(qū)域，能量無法得到無限供應，因此減少網(wǎng)絡能量的消耗是提高網(wǎng)絡性能的一個重要因素。在WSN技術的某些應用中，需要對監(jiān)測的音頻、視頻等數(shù)據(jù)實現(xiàn)實時傳輸，因此較少的傳輸時延、增強對目標監(jiān)測的實時性也是WSN的研究重點?；跓o線傳感器網(wǎng)絡初始能量異構，對異構網(wǎng)絡經典路由協(xié)議——穩(wěn)定選舉協(xié)議（SEP）進行了研究，SEP協(xié)議中

5、不同初始能量節(jié)點的簇首選舉算法也不盡相同。針對WSN能量的有限性，為提高網(wǎng)絡穩(wěn)定性，使節(jié)點趨于同時死亡，設計了一種改進的分簇算法——EE-SEP協(xié)議。該算法采用綜合考慮節(jié)點剩余能量和能量消耗率（energyconsumptionrate——ECR）的簇首選舉機制，將這個兩個參數(shù)引入節(jié)點閾值的計算公式，使剩余能量較多和ECR較小的節(jié)點計算的閾值更大，更容易滿足成為簇首的要求，避免能量過低的節(jié)點承擔更多網(wǎng)絡負載，從而均衡節(jié)點間的能耗。另外，為緩解穩(wěn)定通信階段能量消耗不均衡的情況，同時減少節(jié)點間的傳輸時延，對簇間的通信方式進行了改進，在路由中采用多跳傳輸?shù)姆绞?，建立基于傳輸時

6、延和節(jié)點剩余能量的最優(yōu)路徑，改進協(xié)議——EED-SEP是采用Dijkstra算法原理，選擇傳輸時延較小、剩余能量較多的節(jié)點作為下一跳傳輸節(jié)點。MATLAB仿真實驗表明，EE-SEP協(xié)議和SEP協(xié)議以及REMCA協(xié)議相比，節(jié)點存活率明顯得以提高，網(wǎng)絡能耗大大減少，第一個節(jié)點死亡輪數(shù)分別延遲了207%、66%，半數(shù)節(jié)點死亡的輪數(shù)延遲了168%、53%，最后一個節(jié)點死亡的輪數(shù)分別延遲了38%，103%，有效延長了網(wǎng)絡的生存時間；EED-SEP協(xié)議在穩(wěn)定通信階段采用基于傳輸時延和剩余能量的多跳傳輸機制，有效減少了網(wǎng)絡時延，節(jié)約了網(wǎng)絡的總能量，延長了網(wǎng)絡的壽命，提升了網(wǎng)絡性能。關

7、鍵字:無線傳感器網(wǎng)絡;SEP協(xié)議;能量消耗率;傳輸時延;多跳IAbstractWirelesssensornetwork(WSN)isself-organizedbyalargenumberofsensorsrandomlydistributedinthemonitoringarea,withasyntheticalapplicationofsensortechnology,wirelesscommunicationtechnology,distributeddataprocessing,etc.AsWSNiswidelyusedinva