无线传感器网络的研究与设计.rar

摘 要:无线传感器网络作为近年来孕育而生的代表的新兴的网络技术，其功能主要是实现是区域内的信息获得及相关的数据处理，它主要由传感器技术、嵌入式技术、无线网络通讯技术、分布式信息处理技术以及微机电技术等技术融合而成。无线传感器网络在网络的监测区域内随机部署着大量的成本低廉微型节点，节点间通过无线通信模块以无线通信的方式进行节点间的数据信息的交互，进而形成的一个自治型的网络系统。由此形成的网络系统，可以感知、采集和处理网络的检测的区域中的数据并且发送给信息采集者。

  无线传感器网络的横空出世，为信息获取和处理开辟了一条崭新的途径，它主要涉及到计算、通信和传感器技术的三项技术。本篇文章首先简要介绍WSN的体系结构、拓扑结构及节点技术，还有一些典型的路由协议的，进而分析了解LEACH分簇路由协议的算法，找出其路由算法存在的诸多不足及问题，还有相应的解决方案。作为一种新型技术，其良好的前景和将来的巨大利益诱惑，学术界以及盈利性公司投入较大的精力来投资和研究发展这一新兴的技术，其广阔的发展前景使其逐渐进入大家的视野、服务于生活。现在，可以说无线传感器网络由于其独特的秉性，必然会在人类的平日生活的各个方面发挥重要作用，并且会有广泛的影响和应用，大大方便人们的日常生活。目前和其的前景来看，无线传感器网络势必会在国防工业、大型工业园区的生产安全保障、国家安全维护、交通管理、原始森林的防火和动物活动范围的情况检测、医疗卫视、抗灾等领域发挥重要作用。无线传感器网络路由协议的重中之重是尽量搞笑的利用有限的能量，第二步是延长网络生命周期。本篇文章将利用大量的篇幅来对LEACH路由协议的算法进行分析研究和相应的切入改进，详细的技术层面的工作主要由下面的几个方面：

1．仔细咨询查阅相关的中文外文资料，在对无线传感器网络的基本知识有一定的了解和自身见知后，对无线传感器网路体系结构进行全面的深化吸收和研究，接着对现有的诸多无线传感器的路由协议进行研究，对比和归纳分析。

2．基于无线传感器网络的路由协议的相应的功能指标，对诸多现存的一些较好的路由协议进行详细的研究和对比。最后，通过学习研究得出LEACH路由协议的存在的利弊，进而针对问题和不足，进行重点改进。

3．鉴于现有的路由协议，可以在簇首选择阶段，考虑以节点的剩余能量为参考来适当选择簇头节点，并使剩余能量大于平均值的节点获得成为簇头权限。此外，现有的路由协议中成簇算法也需要进行较大的改进以适应新型的路由协议。

4.提出的新的路由算法可以节省能量，降低其网络能耗，并且可以有效地延长了网络寿命的周期。

关键词：无线传感器网络；体系；LEACH路由协议；能耗

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 课题背景-1

1.2 课题研究的目的及意义-1

1.3 国内外研究现状-3

1.4 课题内容与要求-3

第2章 WSN综述-5

2.1 WSN概念-5

2.2 WSN的结构-5

2.2.1 节点结构-5

2.2.2 网络体系结构-5

2.2.3 WSN体系结构-6

2.3 WSN的拓扑结构-7

2.4 WSN网络协议栈-9

2.5 WSN的特征-10

2.6 WSN关键技术-11

第3章 WSN路由协议分析-15

3.1 路由协议的特点-15

3.2 路由协议的技术-15

3.3 路由协议的分类-16

3.3.1 平面路由协议-16

3.3.2 层次路由协议-17

3.4 路由协议的衡量标准-19

3.5 常见路由协议的比较及其实现-20

3.5.1 常见路由协议-20

3.5.2 比较分析-22

第4章 LEACH路由协议的分析与研究-23

4.1 分簇路由协议LEACH-23

4.1.1 LEACH算法的思想和实现过程-23

4.2 LEACH路由协议的改进-25

4.2.1 对LEACH路由协议的改进-25

4.2.2 具体的改进思想-26

4.3 LEACH2算法的提出-26

4.3.1 LEACH2算法的思想-26

4.3.2 LEACH2算法的实现-28

第5章 仿真及分析-31

5.1 NS2仿真软件-31

5.1.1 NS2概述-31

5.1.2 NS2的特征-31

5.1.3 网络模拟器-31

5.1.4 仿真过程-32

5.2 仿真参数的设定-33

5.3 LEACH2仿真-34

5.4 仿真结果分析-34

结束语-35

参考文献-37

致  谢-39