一种基于地理位置分簇的无线传感器网络路由协议

摘要

无线传感器网络是一种结合了通信技术、传感器技术、嵌入式计算技术和网络技术等技术的新型网络，它在环境监测、军事防御、生物医疗、智能家居以及商业应用等领域都具有十分广阔的应用前景。在无线传感器网络中节点的能量有限且难以及时补充，因此无线传感网络中的路由设计要以节约能耗为首要目的，因此本文在针对经典的LEACH协议进行改进，提出了一种基于地理位置的无线传感器网络的网络路由协议。
　　本文对无线传感器网络中现有的几种路由协议进行了系统的分析研究，设计了一种新的基于地理位置的分簇路由协议GCRP协议。GCRP协议根据监测区域的范围、节点的总数以及节点的地理位置信息进行分簇，使得整个网络的分簇位置分布更加均匀；在簇头选举时， GCRP协议综合考虑节点的剩余能量以及节点成为簇头后的能量消耗，使得网络中节点的能量消耗更加均衡。使用MATLAB对协议进行仿真，仿真结果表明GCRP协议的性能优于LEACH协议。最后，本文在基于地理位置的路由协议研究的基础上，结合实验室项目，搭建了一套农业监测传感器系统以演示所研究技术的性能，实测数据表明演示系统实现了数据采集、路由选择以及组网的功能，系统运行良好。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2研究现状及意义

1.3问题的提出

1.4论文组织

第二章 无线传感器网络概述

2.1无线传感器网络的基本概念

2.2无线传感网络的体系结构

2.3无线传感器网络的特点

2.4无线传感器网络中的关键技术

2.5无线传感器网络的应用

2.6无线传感器网络研究面临的挑战

2.7无线传感器网络评价指标

第三章 无线传感器网络路由协议分析

3.1无线传感器网络路由协议的特点

3.2无线传感器网络路由协议的设计要求

3.3无线传感器网络路由协议的分类

3.4无线传感器网络路由协议分析

3.5无线传感器网络现有典型路由协议总结

第四章 GCRP协议

4.1 LEACH协议的实现与分析

4.2 GCRP协议的设计目标

4.3 GCRP协议的思想

4.4 GCRP的设计

4.5本章小结

第五章 GCRP协议的仿真

5.1 MATLAB仿真软件介绍

5.2 GCRP协议仿真

5.3本章小结

第六章 物联网农业监测系统

6.1系统中主要软件流程图

6.2 GCRP协议的系统测试

6.3系统中传感器节点的硬件设计

6.4系统的操作流程

6.5系统的实测数据

6.6本章小结

结论

参考文献

致谢