静态和螺旋移动无线传感器网络中优化数据提取协议的研究

摘要

无线传感器网络（WSNs）己经在传感器技术的发展中得到了巨大的发展,井提供了许多应用,例如:野生动物监测,环境保护,医疗保健,军事监视和安全系统。就WSN的性能发展而言,路由协议对于延长网络操作的使用寿命起着至关重要的作用。由于传感器节点的能源资源有限,节能路由协议的设计和实施是研究人员面临的一个关键挑战。这些传感器是智能廉价的小尺寸节点,其在微电子机械系统（MEMS）的开发中起到的作用大幅增强。这些传感器负责三个主要任务:感测环境,压缩感测数据和聚合数据。这表明这些传感器可以有效利用其资源,包括CPU功率,内存使用量以及更重要的能量来延长网络寿命。为了制定高效的路由协议,传感器节点的异构性是最好的解决方案。“稳定选举协议”是第一个异构网络,提出了两个层次的异构性。SEP协议不仅改善了网络生命周期,而且提高了传感器节点的稳定性。为了最大化网络生命周期,我们提出可扩展的SEP路由协议（S-SEP）来检查大规模流量工程网络的可靠性。我们将标准SEP路由协议的结果与异构性的第四级进行比较。仿真结果证明S-SEP协议在较大的网络中效果更好。如果是静态汇聚,来自较远区域的节点在较长的传输范围内传输它们的感测数据井提早消失,而附近节点传输成本较低井且在较长时间内保持活跃。在无线传感器网络的汇聚节点中,这种不平衡能量分布在较远区域产生能量空洞。提出基于移动性的汇聚路由协议来最小化无线传感器网络中的次最佳能量消耗,因为汇集移动性覆盖传感器区域,其减轻了传感器节点之间的总体负载平衡。为了克服能量空洞间题,同时延长网络寿命,确定最佳移动模式非常重要。在这方面,我们针对大规模无线传感器网络提出了基于优化集群（SMOC）路由协议的螺旋移动性和基于多接收机的SMOC（M-SMOC）路由协议。将所提出的协议与基于静态汇聚,随机移动性和网格移动性的现有路由协议进行比较。不同性能参数被用于评估,例如;网络生存期,网络稳定性,丢包率,分组投递率,端到端延迟,平均能耗,网络连接时间以及不同异质性水平的影响。实验结果显示了螺旋移动模式的好处,以及它如何通过现有的最先进的路由协议提高网络生命周期和稳定时间。

目录

第一个书签之前

CONTENTS

1 Introduction

1.1 Introduction of Thesis

1.2 Motivation

1.3 Objective

1.4 Problem Statement

1.5 Scope

1.6 Proposed Research Work

1.6.1 Basic Assumption

1.7 Research Methodology

1.8 Research Contribution

1.9 Organization of Thesis

2 Related Work

2.1 Wireless Sensor Networks

2.2 Sensor Node Architecture

2.3 Categories of Routing Protocols

2.3.1 Flat Routing Protocols

2.3.2 Location based Routing Protocols

2.3.3 Cluster base Routing Protocols

2.4 WSNs Routing Protocol Measurement Metrics

2.5 Key issues in Routing Protocol

2.6 Classification of Routing Protocols

2.6.1 Homogeneous Networks

2.6.2 Heterogeneous Networks

2.7 Energy Efficient Routing Protocols

2.8 Literature Review

2.9 Comparison of Existing Static Sink Routing Protocols

2.9.1 Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy (LEACH)

2.9.2 LEACH Centralized (LEACH-C)

2.9.3 Stable Election Protocol (SEP)

2.9.4 Enhanced SEP (E-SEP)

2.9.5 Distributed Energy Efficient Clustering (DEEC)

2.9.6 Developed DEEC (D-DEEC)

2.9.7 Enhanced DEEC (E-DEEC)

2.9.8 Energy Efficient Clustering Scheme (EECS)

2.9.9 Hybrid Energy-Efficient Distributed (HEED)

2.9.10 Characteristic Comparison

3 Lifetime Maximization on Scalable Stable Election Protocol for Large Scale Traffic Engineering

3.1 Problem Definition and Network Topology

3.1.1 Problem Definition

3.1.2 Network Topology

3.1.3 Heterogeneous Network Model

3.2 Cluster-Head Selection Technique

3.3 Association of Member Nodes to CHs

3.4 Transmission of Data Packets to BS

3.5 Simulation Parameters

3.5.1 Simulations and Results

4 Spiral Mobility Based on Optimized Clustering for Optimal Data Extraction in WSNs

4.1 System Models and Network Design

4.1.1 Energy Dissipation and Radio Model

4.1.2 Heterogeneous Network Model

4.1.3 Network Design

4.1.4 Spiral Mobility

4.1.5 Multiple Sinks

4.2 Proposed Model

4.3 Network Settling Phase

4.4 Data Transmission Phase

4.5 Experiments and Simulation Results

4.5.2 Mobility vs. Static Sink

4.5.3 Spiral Mobility vs. Random and Grid Mobility

4.6 Performance Evaluation and Results Discussion

5 Conclusion and Future Work

5.1 Conclusion

5.2 Future Work

References

Abstract of Innovation Points

Publications in Master's Study

Acknowledgement

About the Author

′óá?àí1¤′ó?§?§??????°?è¨ê1ó?êúè¨êé