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密集传感网中基于自适应半径调整的路由算法研究

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1绪论

1.1课题背景(Background)

1.2研究现状(Overview)

1.3研究目的和意义(Purposes and Significance)

1.4研究内容和论文组织结构(Contents and Organization)

2密集传感网概述

2.1无线传感器网络的体系结构( System Structure of Wireless Sensor Networks)

2.2无线传感器网络的能量消耗因素( Energy Consumption Factors of WSNs)

2.3无线传感器网络路由协议概述(Overview of WSNs Routing Protocol)

2.4密集传感网的特点(Characteristics of Dense Sensor Networks)

2.5本章小结(Summary)

3密集传感网基于可调发射半径能耗均衡的路由算法

3.1引言(Introduction)

3.2相关工作(Related Work)

3.3网络模型(Network Model)

3.4基于可调发射半径能耗均衡的路由算法(Energy Consumption Balanced Routing Algorithm Based On Tunable Transmission Radius)

3.5实验及分析(Experiments and Analysis)

3.6本章小结(Summary)

4基于冗余节点检测的路由算法

4.1引言(Introduction)

4.2问题描述(Problem Description)

4.3基于交叉覆盖率的冗余节点检测算法( Redundant Nodes Detection Algorithm Based on Cross Cover Rate)

4.4实验及分析(Experiments and Analysis)

4.5本章小结(Summary)

5原型系统设计与实现

5.1系统结构设计(Design of System Structure)

5.2系统硬件结构设计(System Hardware Design)

5.3系统软件结构设计(System Software Design)

5.4原型系统展示(Exhibition of Prototype System)

5.5本章小结(Summary)

6总结与展望

6.1本文总结(Conclusions)

6.2工作展望(Future Work)

参考文献

作者简历

学位论文数据集

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摘要

随着无线通信、微电子、传感器等技术的发展,传感器节点越来越微型化、智能化,无线传感器网络比现有网络技术易于部署,且能够适应恶劣环境,已广泛应用于军事、工业、民用、环境监测等众多领域,有极大的实用价值和商用价值。但受体积和成本的制约,传感器节点所携带的资源严重受限,能量使用完后通常不能继续补充。针对以上问题,本文研究能量高效的无线传感器网络技术,主要工作如下:
  首先,给出了一种密集传感网中基于调整发射半径能耗均衡的路由算法。采用定时器机制,综合考虑节点的连接节点个数和剩余能量,设置定时时间,选出最优簇首节点;簇内节点划分成不同等级,采用两跳通信建立拓扑结构,降低簇首节点的通信量;建立路由时,节点根据到 Sink节点的距离调整发射功率,选择不同的发射半径,来均衡簇间的能耗。通过实验仿真,验证了算法的有效性。
  然后,给出了一种基于冗余节点检测的路由算法。对网络中存在的冗余节点进行检测,根据交叉覆盖率的大小把节点分为冗余节点、近似冗余节点和普通节点;同一区域有多个节点冗余时,通过计算感知节点间的平均距离来判定冗余节点;给出了冗余节点选择工作状态的方法,减少数据冗余的同时,能量也得到了充分利用。通过实验验证,该算法能够降低网络的能耗,延长网络的生命周期。
  最后,对本文算法进行实现,在终端对传感器节点之间的拓扑结构提供可视化显示,验证了算法的可行性。

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