基于地理位置的WSN节能分簇路由技术研究

来源 :沈阳理工大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:benq702
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
无线传感器网络是由大量低功耗微型传感器节点组成的无线自组织网络,在军事防御、生态保护、工业控制等领域具有广阔的应用前景。路由技术是无线传感器网络中的关键技术,负责寻找源节点和目的节点间的优化路径,并将数据报文沿着优化路径正确转发。基于分簇的路由算法在路由维护和拓扑管理方面具有显著的优势。将地理位置信息引入到分簇路由算法的设计中,可控制簇首产生的数量和位置,并且能够作为簇的路由导向,避免数据报文在网络中的盲目传输。另外,传感器节点一般采用容量有限的电池作为电源,节能是路由设计的关键性能指标之一。因此,本文以无线传感器网络为背景,研究基于地理位置的节能分簇路由技术。主要的成果包括以下几点:(1)针对无线传感器网络在一些特殊环境应用中的组网和成簇问题,提出最小ID节点选举算法,通过节点间的一跳广播和对广播报文中ID号的比较,选出邻居一跳范围内ID号最小的节点在全网范围广播,并通过比较选举全网范围的最小ID号节点。该算法可有效降低组网和簇首选举过程中广播节点的数量,减小通信能耗。(2)分析基于虚拟网格和分布式协商机制产生簇首的GAF分簇算法,针对GAF划分的正方形虚拟网格中理想簇首之间的距离不相等和簇首选举过程中没有考虑节点剩余能量的问题,提出基于圆形分区和能量梯度的GAF-I算法。该算法采用圆形重叠覆盖划分不均等区域,并在区域内采用最小ID节点选举算法产生初始簇首。区域内节点基于能量梯度等级轮流担当簇首。簇首组成虚拟骨感网,将各簇采集的信息传输到基站。该算法能够有效均衡节点能耗,延长网络生命周期。(3)针对基于贪婪转发的GPSR算法中单一准则和边界转发引起的热点和长路径问题,提出基于多元化准则和树结构的GPSR-EA算法。引入能量因子和角度因子,提出多元化的路由准则。节点维护邻居表并和某个邻居节点建立父子关系,当节点遇到空洞时,直接将数据报文传递给父节点,通过父节点组成的最优路径路由至基站。最后,搭建了NS-2仿真环境,对GPSR-EA算法在均衡能耗、提高网络生命周期和对空洞的处理性能等指标进行了仿真和分析。仿真结果表明,GPSR-EA算法能够有效均衡网络能耗,延长网络的最大化生命周期,并减少了路由转发次数,降低了路径长度,在路由空洞的处理性能上具有优秀的表现。
其他文献
无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)是一种特殊的移动自组织网络(Ad hoc),其广阔的应用前景使之近年来成为研究热点。由于其自身特点,能耗问题、目标追踪问题等都
随着图像技术的迅猛发展及其应用领域的不断拓宽,图像处理在计算机视觉领域中起到了至关重要的作用。然而由于各种因素的影响(包括外界环境及硬件设备的缺陷等)会使得图像在获得
存储过程作为一种安全、高效的数据库技术已经被广泛的运用在各应用开发过程中,它能够封装应用领域的业务逻辑使软件更加模块化。藉此,将程序自动评估方法引进到这种数据库技术
在信息全球化趋势的带动下,RFID技术的应用领域也随之不断扩大,故其面临的安全问题也暴露的越来越多。近些年来,RFID系统遭受到了一些基于位置距离的攻击,此类攻击具体表现为
烧结过程是钢铁生产的重要过程,烧结矿作为高炉的主要原料之一,其质量好坏直接影响到铁水的质量和高炉的顺利生产。烧结终点是指烧结结束的的位置,是衡量烧结矿产量和质量的重要
近年来随着网民数量和互联网普及率的迅猛增长,新媒体产业也相应的快速发展,特别是其中的视频业务。视频业务由于数据传输量大,对网络带宽、时延、稳定性指标要求更高,这对网
近年来,生物医学技术发展突飞猛进,相关的科研成果和学术报告更是层出不穷。虽然互联网时代的到来使得大家能够方便地从网络上找到这些信息,但大部分的信息仍然被淹没在海量
科学技术的发展加速了人们步入信息化社会的步伐,信息化时代,浏览器作为互联网入口在人们获取信息的过程中扮演着十分重要的角色,随着移动互联网、云计算的兴起,桌面应用慢慢
随着互联网技术在各行各业中的应用不断深化,信息安全问题已经成为影响互联网技术发展的关键因素。数字签名是信息安全领域中的核心技术之一。它保障了网络中的数据完整性和不
随机模型检测是一种不仅可以分析系统的定性属性,而且还能用来对系统属性进行定量分析的高度自动化形式化技术,其基本思想是构造捕获系统行为的数学模型,然后用它来分析指定的定