无线传感器网络双簇头路由协议和数据融合技术的研究

摘要

近年来，随着电子技术、无线通信技术和嵌入式技术的飞速发展，无线传感网络技术在环境监测、工业、医疗等领域越来越受到广泛的重视，已成为信息领域研究的重点技术之一。本文针对无线传感器网络路由协议及数据融合技术方面存在的问题做了如下研究： 一、针对低功耗自适应集簇分层型协议算法进行分簇时出现的簇分布不均匀及路由能量消耗过快的问题，提出了一种基于双簇头聚类分簇的算法：在簇头选择算法中，在分好的簇中选择两个级别的簇头，两个簇头履行不同的职责，达到均摊能量消耗、延长网络生命周期的目的；在数据传输算法中：选用单跳与多跳相结合的传输方式，可以进一步均衡簇首节点的能耗。仿真结果表明：该算法有效地延长了网络的存活时间。 二、针对双簇头聚类分簇算法存在的簇头选举随机性过大以及簇头节点能量极易耗尽的问题，提出了双簇头异构成簇算法，对簇头选择算法进行优化。在分好的簇中部署一个异构节点做为第一簇头，根据能量因素选择另一个簇头，两个簇头履行不同的职责，其中，第一簇头采用单跳与多跳结合的方法将信息传送到汇聚节点，达到均摊能量消耗、延长网络生命周期的目的。仿真结果表明，该算法具有良好的节能效果。 三、针对双簇头异构成簇算法中第二簇首节点传输数据的冗余，使通信量过大，导致整个网络寿命缩短的问题，考虑到不同属性数据存在线性相关性，通过引入云理论和最小二乘的思想，提出了一种云加权—最小二乘数据融合算法。仿真结果表明：该算法能够消除冗余信息，减少数据传输量，有效地延长了网络寿命。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容以及各章节安排

第二章 无线传感器网络路由协议及数据融合算法分析

2.1 无线传感器网络概述

2.2 无线传感器网络传统路由算法分析

2.3 WSN数据融合算法分析

2.4 本章小结

第三章 双簇头聚类分簇的LEACH算法研究

3.1 LEACH协议的分析与研究

3.2 双簇头聚类分簇算法的设计

3.3 仿真分析

3.4 本章小结

第四章 双簇头异构成簇算法的研究

4.1 异构网络的特点

4.2 双簇头异构成簇算法的设计

4.3 仿真分析

4.4 本章小结

第五章 双簇头异构成簇算法中数据融合算法的研究

5.1 数据融合的作用

5.2 CW-LS数据融合算法的设计

5.3 仿真分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 工作展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢