事件驱动型WSN状态监测信息路由协议

摘要

在无线传感器网络中，由于传感器网络资源受限、无线通信、多跳传输及环境复杂等特点，很容易导致节点失效，从而影响WSN的性能。因此，需要对网络的健康状态进行监测，以确保网络的正常运行，其中无线传感器网络自身健康状态监测信息的路由技术是关键。目前，国内外研究人员在无线传感器网络路由技术方面进行了研究，提出了LEACH、SPIN等路由机制。本文的研究来源于国家自然科学基金（60773055）——“应用于事件检测的无线传感器网络自身健康状态监视研究”，主要负责监测信息路由的研究。
　　对目前无线传感器网络路由机制进行分析、分类和对比，并重点详细的描述了LAECH路由协议、分析了LEACH协议的不足之处并做了相应的改进。基于分层路由协议的思想，针对事件驱动型无线传感器网络大规模、节点资源受限、网络通信质量不稳定等特点，提出一种对感知信息传输干扰少、较少耗费网络资源的事件驱动型无线传感器网络状态监测信息路由协议(Event-Driven State Monitoring Information Routing简称ED_SMIR)。详细介绍了ED_SMIR路由机制的设计与实现，在该协议中，主要思想是从两个层次引入相应算法：
　　1)簇内节点采取单跳、多跳轮换的方式发送状态监测信息到簇头节点，簇内节点单跳和多跳轮换的方式是根据能量消耗速度的大小来决定；
　　2)簇头节点到SINK节点的状态监测信息传输路径根据簇头节点的剩余能量动态调整，当簇头节点能量相对充足时，选择剩余能量多、离SINK近的簇头节点作为中转节点，当簇头节点能量不足时，选择剩余能量多、离自身近的簇头节点转发信息。
　　最后介绍了OMNeT++仿真工具，在OMNeT++平台上对提出的ED_SMIR协议、LECAH协议和EDBCM协议进行了验证，并对它们进行了比较和分析。实验表明，与LEACH和EDBCM协议相比，ED_SMIR消耗的能量更少，可以均衡整个网络的能耗并有效延长网络的生存时间。

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第1章 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

1.2 国内外研究和应用现状

1.3 本文主要研究内容

1.4 论文结构

1.5 本章小结

第2章 无线传感器网络路由协议

2.1 无线传感器网络概述

2.2 无线传感器网络路由协议概述

2.3 几种典型WSN路由协议

2.4 路由协议对比分析

2.5 本章小结

第3章 OMNeT++仿真器

3.1 OMNeT++仿真器介绍

3.2 OMNeT++执行过程

3.3 本章小结

第4章 LEACH路由协议的改进机制研究

4.1 LEACH路由协议

4.2 LEACH协议的改进方法

4.3 仿真实验分析

4.4 本章小结

第5章 事件驱动型WSN状态监测信息路由协议

5.1 事件驱动型WSN的特点

5.2 ED_SMIR协议的工作原理

5.3 ED_SMIR协议仿真实现

5.4 仿真结果比较与分析

5.5 对ED_SMIR性能分析

5.6 本章小结

第6章 总结与下一步工作

6.1 总结

6.2 下一步工作

参考文献

攻读硕士学位期间参与课题情况

攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢