一种基于能量均衡的无线传感器网络的机会泛洪协议

摘要

无线传感器网络(WSNs)由大量传感器节点组成，这些节点分布在一定的区域内，并且通过无线节点间的相互通信来组成自组织的网络。无线传感器网络的主要功能是环境监测和信息采集，并将采集结果发送给基站或者Sink节点。由于传感器节点一般由电池供电，并且很难给电池充电或者更换电池，所以能量利用率是无线传感器网络研究中的一个核心问题。
　　由于传统的传感器网络路由协议算法简单，容易实现且具有很好的健壮性，是小型无线传感器网络的第一选择。泛洪协议是经典的无线传感器网络路由协议之一，但是，由于泛洪协议存在“信息爆炸”，“信息重叠”以及广播效率不高等问题，而且，传统的机会泛洪算法在低占空比无线传感器网络中，容易造成“瓶颈”节点转发大量数据而导致自身能量消耗过快，加速死亡，从而造成网络分割，现在大多使用其升级版本。
　　论文详细地分析了几个传统的无线传感器广播路由协议，指出了各个广播协议的最佳适用范围，以及它们的优势和缺陷，并且针对它们的不足，给出了优化的方案。论文的重点是在基于对典型的泛洪协议分析的基础上，提出了能量均衡的机会泛洪协议。新的机会泛洪协议在选择发送节点时，充分考虑到了发送节点的剩余能量和兄弟节点之间的机会链路，一个节点同时有高的剩余能量和到接收节点质量好的链路将会有更高的概率被选为发送传感器节点，这样达到了节点能量均衡的效果，解决了网络中瓶颈节点因负载过大而过早死亡的问题。通过仿真实验表明，在保证了较低端到端时延和较高投递率的前提下，新协议有效地延长了网络的生命周期和增强了网络可靠性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 选题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究的意义

1.4 本文组织结构

第二章 无线传感器网络综述

2.1 无线传感器网络的特点

2.2 无线传感器网络的研究进展

2.3 无线传感器网络的关键技术

2.4 本章小结

第三章 低占空比无线传感器网络广播协议分析

3.1 低占空比机制

3.2 路由协议的关键问题

3.3 广播问题简述

3.4 几种典型的路由协议

3.5 本章小结

第四章 能量均衡的机会泛洪协议(EBOF协议)

4.1 机会泛洪概述

4.2 能量均衡的机会泛洪协议设计(EBOF协议)

4.3 本章小结

第五章 能量均衡的机会泛洪协议仿真

5.1 仿真环境

5.2 性能评估

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢