拓扑基于分簇无线传感器网络拓扑制约算法查抄袭率

摘要：随着无线通信、嵌入式及传感器技术的迅速进展,无线传感器网络技术成为当前无线网络通信技术领域的探讨热点。无线传感器网络是指随机分布在一定空间范围内的大规模、具备一定无线感知能力、计算处理能力和无线通信能力的微型传感器节点按一定的方式组织在一起相互通信、相互协作,完成特定监测与制约任务的智能监测网络系统。无线传感器网络通常具有节点数量巨大、分布密集、节点能量有限、能源不可再生、无线通信能力和计算处理能力有限、网络组织方式多样变化等特点,由此,在设计无线传感器网络时,其首要目标就是要在保证网络的连通性和健壮性的同时提升传感器节点的能效性,增大吞吐量,最大程度地延长整个网络的生命周期。拓扑制约是无线传感器网络的重要探讨方向之一,也是提升能效性、增强网络连通性和健壮性、增大网络吞吐量、延长网络生命周期的重要手段。本论文在浅析和总结现有拓扑制约算法的基础上,探讨了基于虚拟网格分簇的拓扑制约算法,该算法将监测区域划分为多个单元的虚拟网格,并在每个单元格内划分簇及选举簇头,并以汇聚节点为根生成最短路径树,每个簇头节点通过当前的最短路径与汇聚节点进行通信。该算法将分簇的范围划分到了每个虚拟的网格单元,并根据节点的剩余能量来选举簇头,均衡了节点能耗,延长了节点的生命周期。在上面陈述的算法的基础上,本论文继续深入探讨了基于节点非均匀分簇的拓扑制约算法。在该算法中,所有节点按规律分布,且将整个监测区域划分为多个网格单元,并在网格单元内建立簇。拓扑结构的生成引入通信代价为参数,生成以汇聚节点为根的具有最小通信代价的拓扑结构树,每个簇头节点通过当前的具有最小通信代价的路径与汇聚节点通信。该算法中,节点成规律分布,在一定程度上改善了热点不足,保证了网络的连通性和健壮性,实现了高效的拓扑制约。关键词：无线传感器网络论文拓扑制约论文能量有效论文最小通信代价树论文

摘要3-4

Abstract4-8

1 绪论8-14

1.1 探讨背景8

1.2 无线传感器网络的概述8-9

1.3 无线传感器节点结构9-10

1.4 协议栈10-11

1.5 无线传感器网络的特点11

1.6 关键技术11-13

1.7 论文结构安排与主要工作13-14

2 无线传感器网络拓扑制约探讨基础14-22

2.1 拓扑制约算法的性能目标14-15

2.2 拓扑制约算法的分类及经典算法浅析15-21

2.2.1 分层式拓扑制约算法15-19

2.2.2 节点功率制约算法19-21

2.3 本章小结21-22

3 基于虚拟网格分簇的拓扑制约算法22-34

3.1 引言22

3.2 基本思想22-23

3.3 能量模型及相关定义23-24

3.4 算法描述与浅析24-27

3.4.1 虚拟网格的生成24-25

3.4.2 虚拟单元网格内节点的统计25

3.4.3 虚拟网格内簇的建立及簇头选择算法25-26

3.4.4 具有最短路径的拓扑结构生成与数据传送26-27

3.5 仿真与数据浅析27-33

3.5.1 仿真环境一27-30

3.5.2 仿真环境二30-33

3.6 本章小结33-34

4 基于节点非均匀分簇的拓扑制约算法34-53

4.1 引言34

4.2 基本思想34

4.3 网络模型及相关定义34-37

4.3.1 能量模型35

4.3.2 节点基本信息结构35-36

4.3.3 节点成簇消息36-37

4.4 算法描述与浅析37-42

4.4.1 节点部署37-38

4.4.2 网格生成及簇的建立38

4.4.3 最小通信代价树的拓扑生成38-42

4.4.4 数据传送阶段42

4.5 仿真与数据浅析42-52

4.5.1 仿真环境一42-46

4.5.2 仿真环境二46-49

4.5.3 仿真环境三49-52

4.6 本章小结52-53

5 总结与展望53-55

5.1 总结53

5.2 展望53-55

致谢55-56