无线传感器网络的邻域协同异构交通工程

摘要

无线传感器网络（WSN）为智能传感环境的实际应用提供了改进。无线传感器网络通常由小尺寸的传感器节点组成，这些节点具有感知、监测和验证环境的能力，而且这些传感器还受一些物理因素的影响，如地震、湿度、振动运动、温度等。这些传感器节点具有足够的智能性，这得益于微电子机械系统（MEMS）。最近，微电子机械系统已经发展到一个新的阶段，可以将通信、传感器和信号方法混合在一个廉价包中。无线传感元件网络（WSN）包括广泛的传感设备节点，这些节点经常被用于诸如健康监测、战场监测、光线感应、声音、交通监测、工业管理、振动、湿度、温度等场景的测量和监测中。传感器被用于在海底的特定空间中执行协作观测任务。足够数量的传感元件节点从海洋收集信息并转发到主节点。当传感设备节点工作时，节点将这些数据转发到基站（BS）。传感元件节点被直接部署在恶劣环境中，其目的是从传感场景中收集信息，并将其传送到用户界面进行分析，但是这些环境配备的电池电量和处理能力是有限的。在无线传感器网络中，高效路由是一个需要解决的主要问题，因为高效路由有助于延长传感元件节点与网络的连接。传感器节点的可靠性分为四大职责：环境传感、计算、数据压缩和转发。为了履行这些所有职责，传感器节点被设计为高效利用自己的资源，包括中央电源、内存等重要资源，因为这会延长网络的寿命。延长运行时间是无线传感器网络（WSN）的一个主要研究领域。这项任务要求研究人员设计一种节能的连接方案，在保证预期路由协议质量的基础上，使耗散能量最小化。在传感器向基站（BS）中继数据流量的整个网络期间，通过平衡能量优化，可以延长网络寿命。现有的传感器节点连续自主报告技术为传感器节点间的传感和报告协同设计提供了可能。具有相似读取环境的相邻节点可以相互配合，避免冗余信息的传输。 本文利用传感器节点三倍化的概念，提出了一种“自适应组网间改进（AINI）”多跳路由协议，该协议具有簇间和簇内通信协同感知的功能。提出的路由协议通过提高簇间多期望的可靠性来提高整个网络的可靠性。传感器节点使用最短路径，利用簇内多跳通信将数据传送给CH，这些CH负责利用簇间多跳通信将数据转发给BS。提出的路由协议解决了无线传感器网络的生存期、网络稳定性和CH选择技术等问题。为了证明该模型的有效性，将仿真结果与现有的路由协议（如LEACH、LEACH-C、SEP、ESEP和DEEC）进行了比较。实验结果表明，与现有最先进的路由协议相比，所提出的协议的性能具有邻域协作和感知异构性的优点。

目录

声明

1 Introduction

1.1 WSNs Routing Protocol Measurement Metrics

1.2 Characteristics of Routing Protocols

1.3 Motivation

1.4 Objective

1.5 Problem Statement

1.6 Scope

1.7 Proposed Research Work

1.7.1 Research Methodology

1.7.2 Research Contribution

1.8 Description of Thesis

2 Literature Research

2.1 Sensor

2.2 Wireless Sensor Node Design

2.3 Categories of Routing Protocols

2.3.1 Flat Routing Protocols

2.3.2 Location based Routing Protocols

2.3.3 Cluster based Protocols of Routing

2.4 Key issues in Routing Protocol

2.5 Homogeneous vs Heterogeneous Networks

2.6 Energy Efficient Routing Protocols

2.7 Recent Research Routing Protocols

2.7.1 Literature Review

2.8 Comparing of State-of-art of Routing Protocols

3 Proposal of Neighbor-Cooperation Heterogeneity-aware Traffic Engineering for WSNs

3.1 WSN Characteristics

3.2 Proposed Model of AINI Protocol

3.2.1 Cluster-Head Selection

3.2.2 Multi-Hop Routing

3.2.3 Data Transmission

3.2.4 Energy Dissipation

3.2.5 Node-Mode Decision

4 Experiments and Simulation Results

4.1 Performance Measures

4.2 Experiments Methodology

4.3 Comparison with state-of-the-art Routing Protocols

4.4 Experiments

5 Conclusion and Future Work

5.1 Conclusions

5.2 Future Work

参考文献

Published Paper

致谢

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