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无线传感器网络中的路由协议随着科技的不断发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）已经逐渐成为了一种被广泛研究和应用的技术。
无线传感器网络拥有广泛的应用领域，如军事、环境监测、智能家居、健康管理等。
在这些应用中，无线传感器网络的安全、可靠性和生命稳定性是至关重要的。
为了保证上述三个要素，需要一个高效、稳定且可扩展的路由协议来管理无线传感器网络中的数据传输和路由决策。
无线传感器网络与传统的局域网和广域网不同，它不具有结构上的中心，而是由大量分散的节点构成，这些节点协同工作来达到目标。
由于节点之间的距离很近，数据包在此类网络中往往是通过多跳传输。
一个好的路由协议应当考虑网络中所有节点的负载以及能源消耗，尽可能地减少数据包的延迟和数据包的丢失。
这是无线传感器网络中的路由协议需要考虑的主要问题。
在无线传感器网络中，有三种主要的路由协议：平面机制、分层机制和混合机制。
1. 平面机制平面机制是指所有节点都属于同一层次，没有层次结构。
节点之间通过广播协议（如Flooding protocol）相互传递数据。
节点只需知道自己的邻居节点，数据包的传输是由遍布整个网络的节点负责的。
这种方法简单且易于实现，但会导致网络不稳定，易出现死循环和数据洪泛问题。
因此，在实际应用中很少使用。
2. 分层机制分层机制是指将节点按照其功能和自己所处的位置划分为不同的层次。
分层机制将一个大的无线传感器网络划分为多个小的子网络，每个子网络都有一个负责节点。
子网络之间通过中继节点进行通信，可以减少数据的传播距离和提高传输速率。
分层机制通常由三层组成：传感器层、联络层和命令层。
传感器层负责数据的采集与传输，联络层负责中继和路由，命令层负责网络控制和管理。
分层机制的优点是可以有效降低网络负载和节点的能源消耗，提高网络的生存率和稳定性。
常见的分层机制路由协议有链路状态广告协议(LSP protocol)、电子飞秋协议(EFQ protocol)等。
基于无线传感器网络的无线网络控制系统研究的开题报告1.研究背景和意义：随着日益增长的工业和民用需求，无线传感器网络应运而生，成为连接智能设备的关键技术。
无线传感器网络是由许多微小的无线传感器节点组成的，这些节点能够感测环境参数，采集数据，并将数据通过无线信道传输到基站。
然而，传感器节点通常分布在复杂或危险的环境中，比如在电力设施、矿山、海洋等领域，传感器节点的更换和维护都面临非常大的挑战。
为了解决这些现实问题，建立基于无线传感器网络的无线网络控制系统，也就在许多工业和民用领域中变得尤为重要。
控制系统可以在远程终端上读取和控制传感器数据，确保传感器网络的稳定运行，甚至从未经人工干预的多传感器数据中提取本质特征。
因此，针对该问题的研究意义重大，有助于提高传感器网络运行的可靠性和安全性。
2. 研究内容和方法：本研究将针对基于无线传感器网络的无线网络控制系统，重点研究如何解决传感器网络数据传输中的安全问题，提高传感器节点的能源效率和网络稳定性，并实现远程控制和实时数据分析等功能。
主要研究内容包括：（1）基于安全的数据协议设计：研究如何保障数据传输安全，设计可靠的数据传输协议；（2）能源有效的传感器网络协议：研究如何在保证数据传输安全的前提下，降低有限电源下的节点能耗；（3）网络监测和控制算法：研究基于数据分析算法的网络监测和控制方法，以实现远程控制与故障检测；（4）实时数据可视化平台：研究如何实现监测数据的可视化显示和实时分析，支撑决策制定。
方法包括系统的建模设计、实验仿真验证和实际应用实验等。
3.研究成果和预期目标：本研究预期设计出一套完整的、安全可靠、能源高效的基于无线传感器网络的无线网络控制系统，并在实际应用场景中进行验证。
通过研究，解决传感器网络中存在的安全和节能问题和实时数据分析的需求，为相关领域的智能设备和传感器网络的可靠运行提供技术支持，实现相应工业和民用目标的实现为预期目标。
基于Ad hoc的无线传感器网络节能路由研究的开题报告一、选题的背景和意义随着无线传感器节点技术的不断发展，具有自组织、自愈合、自动配置等优点的Ad hoc无线传感器网络应用越来越广泛。
一方面，无线传感器网络可以用于环境监测、军事侦察、智能交通等领域，为人们的生活和社会发展提供了更多的可能性。
另一方面，由于传感器节点能量有限、传输带宽较小、网络拓扑不稳定等因素，无线传感器网络的能耗问题成为限制其发展的重要因素之一。
为了提高网络的能耗效率和延长网络寿命，研究基于Ad hoc的无线传感器网络的节能路由算法具有重要的理论和实际意义。
二、本论文的研究内容和目标本文旨在研究基于Ad hoc的无线传感器网络的节能路由算法，利用拓扑控制、节点睡眠等技术减少传感器节点的能耗，并优化网络通信路由方案，实现网络能耗的降低和网络寿命的延长。
具体研究内容包括：1. Ad hoc无线传感器网络的路由协议和路由协议分类2. 节能路由算法和节能技术在Ad hoc无线传感器网络中的应用3. 通过模拟实验验证所提出算法的性能和有效性，并比较不同算法的优缺点三、研究方法和实施步骤研究方法：文献资料分析法、数学建模法、仿真实验法实施步骤：1. 收集相关的文献资料，系统阅读本领域的研究现状和进展，了解Ad hoc无线传感器网络的技术特点和节能路由算法的研究现状2. 分析节能路由算法的原理和节点睡眠等技术的应用，获得节能路由算法的设计思路和实现方法3. 基于无线传感器网络实验平台设计和实现节能路由算法，并通过网络模拟实验验证算法的性能和有效性4. 分析实验数据并总结算法的优缺点，寻找改进和优化的方案四、可行性分析和预期成果本文的研究内容与目标科学、合理，具有一定的可行性。
同时，本文采用多种研究方法，通过理论分析和仿真实验相结合的方式，对节能路由算法的设计和实现进行了深入的研究。
预期成果是：提出一种适用于Ad hoc无线传感器网络的节能路由算法，并通过模拟实验验证其性能和有效性，得到算法的优化改进方案并总结出节能路由算法在Ad hoc无线传感器网络中的应用价值。
无线传感网络GAF地理位置路由算法研究的开题报告一、研究背景无线传感网络是由固定数量的无线传感器节点组成的自组织、分布式、多接收者的网络系统。
无线传感器网络在环境监测、物流跟踪、安防监控、智能医疗等领域中具有广泛的应用，然而传感器节点分布在不同地理位置上，为数据传输和通信带来挑战。
因此，如何实现无线传感器节点的位置定位和路由优化是无线传感网络研究中的热点问题。
二、研究对象本研究的研究对象是GAF地理位置路由算法，它是一种基于无线传感器节点地理位置的路由协议。
该算法结合传感器节点的距离、剩余能量和信号传输强度等因素，通过节点之间的地理位置信息来建立最短路径并实现数据传输。
三、研究目的本研究旨在通过探究GAF地理位置路由算法，了解其路由原理、优缺点，并结合其应用场景对其进行深入研究，最终实现优化无线传感器网络中的路由性能。
具体研究目标包括：1. 研究GAF地理位置路由算法的原理和特点，探讨其在无线传感网络中的优点和缺陷；2. 分析GAF地理位置路由算法适用的场景，考虑算法优化措施；3. 设计并实现GAF地理位置路由算法，并对算法进行模拟实验，验证其路由性能；4. 针对模拟实验中存在的问题，提出改进方案，并进行优化措施；5. 结合实验结果，评估GAF地理位置路由算法的性能和有效性。
四、研究方法本研究将采用文献调研、理论分析和实验验证相结合的研究方法，具体包括：1. 系统地搜集和整理相关文献和研究成果，深入了解GAF地理位置路由算法的理论和应用；2. 分析算法的路由原理、特点和运行机制，探讨其在无线传感网络中的优缺点；3. 针对GAF地理位置路由算法，构建实验环境并进行模拟实验，对其性能进行评估和验证；4. 根据实验结果对算法进行改进和优化，提出改进方案；5. 对GAF地理位置路由算法性能的评估和验证进行总结，得出结论和建议。
五、预期成果本研究预期的成果包括：1. 深入了解GAF地理位置路由算法的原理和特点，以及其在无线传感网络中的优缺点；2. 在分析了算法的应用场景和性能之后，提出算法的改进和优化方案；3. 设计并实现GAF地理位置路由算法，并进行模拟实验，验证其路由性能；4. 根据实验结果，评估GAF地理位置路由算法的性能和有效性。
无线传感器网络多信道MAC协议MCMS的设计与实现的开题报告一、研究背景随着物联网技术不断发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）已经成为了物联网一个重要的组成部分。
WSN由大量的低成本、低功耗、小型化的传感器节点组成，节点间通过无线通信实现信息的收集、处理、传输和共享。
无线通信是WSN的核心技术之一，因此WSN中的无线通信效率和可靠性非常重要。
多信道技术是提高无线通信效率和可靠性的一种重要方案。
而在WSN中采用多信道技术会遇到诸多实际问题，例如对能源的限制、网络拓扑结构复杂以及节点位置随机等问题。
因此，研究无线传感器网络多信道MAC协议是实现WSN高效可靠通信的必要条件之一。
二、研究目的本文的主要研究目的是设计和实现一种适用于无线传感器网络的多信道MAC协议。
根据WSN的特点，该协议应该考虑能源消耗、网络拓扑和节点位置等因素，实现传输效率高、网络可靠性好、能耗低的通信策略。
三、研究内容本文拟研究的WSN多信道MAC协议主要包括以下内容：1. 传输媒介接入控制机制设计。
要考虑到多信道时的传输媒介竞争问题，设计一种适用于WSN的媒介接入控制（Medium Access Control，MAC）机制。
2. 端到端数据传输策略。
基于WSN的特点，设计一种适用于WSN的端到端数据传输策略，保证数据传输的可靠性和效率。
3. 能源管理机制设计。
WSN中每个节点的能源都是有限的，因此需要设计一种能源管理机制，实现能耗低的通信策略。
4. 实验验证和性能评估。
通过实验验证和性能评估，验证本文设计的WSN多信道MAC协议的有效性和可行性。
四、研究方法本文将采用以下研究方法：1. 文献综述。
对WSN多信道MAC协议的相关研究进行综述，了解现状和发展趋势。
2. 系统设计。
根据综述结果分析，进行系统设计，包括协议设计、传输媒介接入控制机制、能源管理机制的设计。
3. 算法实现。
将设计的协议实现成算法，并进行仿真验证。
南京邮电大学硕士研究生学位论文术语表术语表Adaptive Threshold sensitive Energy APTEEN 自适应敏感阀值节能型传感网络协议CDMA码分多址Code Division Multiple AccessCSMA 载波侦听多路访问Carrier Sense Multiple AccessDD 定向扩散Directed DiffusionGEAR 地理和能量感知路由Geographic and Energy Routing LEACH 低功耗自适应分簇协议介质访问控制Media Access ControlMCU 微控制单元Micro-Controller UnitPEGASIS Po-Efficient Gathering in SensorInformation System服务质量Quality of Service信息协商传感协议Sensor Protocol for Information viaNegotiationTCP 传输控制协议Transfer Control ProtocolTDMA 时分多址Time Division Multiple AccessTEEN 敏感阀值节能型传感网络协议Threshold sensitive Energy Efficient sensorNetwork protocol用户数据包协议User Datagram ProtocolWSN 无线传感器网络Wireless Sensor Network南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
基于ZigBee网络的无线路由算法研究的开题报告一、研究背景及意义随着物联网技术的不断发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）成为物联网的基础性网络。
WSN主要由大量的无线传感器节点组成，这些节点具备自组织、分布式、低功耗等特点，可以感知环境变化并将所得数据通过无线方式传输到基站，用于监控、控制和数据采集等领域。
然而，WSN受限于自身资源限制、无线信号弱和时空关系等问题，节点之间的无线通信存在一定的复杂性和不可靠性。
因此，如何设计高效的路由算法，实现节点之间的可靠通信和数据传输，是WSN研究的重点和难点之一。
ZigBee是一种低功耗、广域网（PAN）无线网络协议，具有多跳通信、自组织、低功耗等优点。
采用ZigBee协议的无线传感器网络，可以提高网络的可靠性和节能程度。
因此，本文拟研究基于ZigBee网络的无线路由算法，探索如何优化节点之间的通信，提高网络性能，为WSN的部署和应用提供可行性方案。
二、研究内容和目标本文拟研究基于ZigBee协议的无线路由算法，主要包括以下方面的内容和目标：1.分析ZigBee网络的特点和路由算法的研究现状，探索基于ZigBee 协议的路由算法在WSN中的应用研究意义。
2.研究路由算法在ZigBee网络中的实现原理与方法，重点探讨多跳路由机制的设计和实现。
3.设计并实现基于ZigBee协议的无线路由算法，评估算法的可行性和优化效果。
4.采用仿真实验和实际场景验证实现的路由算法，分析算法的优化性能和适用范围。
通过以上研究内容和目标，本文旨在探索基于ZigBee网络的无线路由算法，提高传感器节点之间的通信效率和可靠性，为WSN的应用和数据采集提供技术支持和理论指导。
同时，本文也未来ZigBee网络和WSN 的未来发展提供更为有力的技术支撑。
三、研究方法和技术路线本文的研究方法主要包括文献研究、理论分析、算法设计、仿真实验验证和实际场景测试等方法。
无线传感器网络分簇路由算法的研究与改进的开题报告一、研究背景随着无线传感器网络技术的广泛应用，网络规模逐步增大，网络带宽和能量资源的限制也变得更加紧迫。
由于传感器节点的能量有限，因此如何有效地利用节点资源，延长网络寿命，成为无线传感器网络研究的关键问题之一。
在无线传感器网络中，簇路由是一种有效的能量管理和数据聚集方式。
簇头节点负责收集周围的数据，并将其汇聚到基站。
簇头节点和普通节点组成一个簇，其中簇头节点由其他节点选举。
然而现有的簇路由算法存在一些问题，比如算法复杂度高、能量分配不均等问题，这些问题会严重影响网络的性能和寿命。
因此，本人计划研究无线传感器网络分簇路由算法，通过改进现有的算法，提高算法的效率和能量利用率，降低节点能量消耗，延长网络寿命，在无线传感器网络应用中具有重要的理论研究价值和实际应用价值。
二、研究目的本次研究的目的是改进无线传感器网络分簇路由算法，提高算法性能和能量利用率，降低节点能量消耗，延长网络寿命。
具体目标如下：1. 综合现有簇路由算法的优势和不足，提出一种新的分簇路由算法，并证明其正确性和有效性。
2. 实现新算法的原型系统，并进行仿真实验，验证算法性能和能量利用率。
3. 与已有的分簇路由算法进行比较，评价改进算法与原算法的性能差异，证明优化算法的有效性和可行性。
三、研究内容1. 理论研究：综合分析现有分簇路由算法的优缺点，提出新的分簇路由算法，并证明其正确性和有效性。
2. 系统实现：基于新算法的设计思路和理论分析，实现原型系统，包括簇头节点的选举和能量分配、数据聚集和传输等功能。
3. 仿真实验：构建仿真实验平台，在不同的网络条件下，对新算法和比较算法进行仿真实验，比较性能和能量利用率。
4. 总结评估：评价改进算法与原算法的性能差异，总结实验结果，证明优化算法的有效性和可行性。
四、研究方法1. 理论分析：通过对现有分簇路由算法的综合研究，提出新的算法，分析其优势和不足，通过理论论证证明新算法的正确性和有效性。
无线传感器网络中的多路径路由协议研究引言随着无线传感器网络技术的不断发展，人们对其性能的要求也越来越高。
多路径路由协议作为无线传感器网络中的重要组成部分之一，可以提供更加可靠和高效的数据传输服务。
本文将围绕无线传感器网络中的多路径路由协议展开研究。
第一章无线传感器网络基础无线传感器网络是一种可以自组织和自适应的分布式网络系统，由大量小型节点组成，可以实现自动感知、数据采集、信息处理和通信传输等功能。
其结构相对简单，但具有强大的数据处理、通信和传输能力。
无线传感器网络具有以下特点：1. 节点数量众多：无线传感器网络由上百个、上千个甚至上万个节点组成，节点之间需要相互通信协同工作，因此节点数量对网络性能的影响非常大。
2. 低功耗设计：由于节点的能源来源通常为一些不可替代的电池或者能量收集器件，因此需要在设计节点时考虑降低功耗，以延长节点的使用寿命。
3. 分布式环境：无线传感器网络节点通常分布在广泛或者甚至无人地区，节点之间通信环境复杂、不稳定。
第二章多路径路由协议的基本概念多路径路由协议指的是一种可以利用多条通信路径进行数据传输的路由协议。
在无线传感器网络中，节点之间的通信环境较为复杂，节点数量众多，因此单一的通信路径可能存在很多问题，例如信号不稳定、路由瓶颈问题等。
利用多条路径进行传输可以增加网络的稳定性和可靠性，提高数据传输的效率和成功率。
多路径路由协议主要包含以下几个主要概念：1. 多路径分裂：指的是在路由过程中，将数据流量分流到多条不同的路径上传输。
2. 多路径汇合：指的是在路由过程中，将多条不同路径上的数据流量进行合并，进行数据传输。
3. 多路径选择：指的是在网络中有多条路径可以选择进行数据传输时，如何合理选择路径，以保证网络的可靠性和效率。
4. 多路径维护：指的是在网络中，不断维护多条可供选择的路径，并尽可能增加可选路径的数量，以保证网络的可靠性和性能。
第三章多路径路由协议的应用多路径路由协议在无线传感器网络中的应用具有重要的作用。
无线传感器网络管理系统设计与实现的开题报告一、研究背景和意义无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）是由大量的微型传感节点组成的自组织网络，这些节点分布在一个待监测的场景中，能够感知和采集环境中的各种信息，并将这些信息传输到中心节点进行处理。
因为无线传感器网络具有方便、易用、低成本、快速部署等特点，已经得到了广泛的应用，如环境监测、农业、智能交通、智能家居等领域。
但无线传感器网络管理系统的设计与实现仍然存在着一些问题，比如无线传感器网络节点数量较大，网络结构复杂且易受到外部干扰，导致网络的稳定性、可靠性和安全性受到威胁。
因此，设计一套高效、可靠、安全的无线传感器网络管理系统已经成为了无线传感器网络研究领域中的一个重要问题。
二、研究内容和目标本课题的研究内容主要是针对无线传感器网络管理系统的设计与实现，旨在探究一套高效、可靠、安全的无线传感器网络管理系统，包括以下内容：1. 照明无线传感器网络的基本框架和工作原理，探究无线传感器网络的节点组成及配置方法等。
2. 分析无线传感器网络所面临的安全问题，重点研究节点安全、数据安全和协议安全等方面。
3. 设计一种符合无线传感器网络架构的节点管理模型，包括节点的初始配置、网络动态维护和管理等，解决网络的稳定性，可靠性和安全性问题。
4. 开发一套无线传感器网络管理系统，该系统可以对网络中的节点进行初始化、部署、升级、监控、维护等操作，以实现对无线传感器网络的有效管理。
5. 对设计的无线传感器网络管理系统进行测试评估，并与现有的管理系统进行比较分析，验证系统的可行性和有效性。
本课题的最终目标是设计一套高效、可靠、安全的无线传感器网络管理系统，具备较高的实用性和推广价值。
三、研究方法和技术路线本研究采用以下方法和技术路线：1. 研究资料法：通过收集文献、调查问卷、网络查找等方法，了解无线传感器网络的发展现状和研究热点，寻找本研究的切入点和问题。
无线传感器网络安全中间件技术的研究与实现的开题报告一、研究背景随着互联网的普及和物联网的发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）逐渐成为了一个重要的研究领域。
WSN由许多无线传感器节点组成，这些节点通常由小型芯片组成，能够感知环境中的物理量并将其传输到网络中。
WSN用途广泛，可用于环境监测、安全检测、智能家居等领域。
然而，WSN的安全问题一直是研究者们关注的焦点。
由于WSN节点资源受限、通信方式多样、拓扑结构动态变化等特点，使用传统的安全技术无法完全解决其安全问题。
因此，研究WSN安全中间件技术成为一项迫切需要解决的问题。
二、研究内容和目标本文旨在开展无线传感器网络安全中间件技术的研究工作，包括以下内容：1.分析WSN的特点，归纳WSN安全问题及其解决方法；2.研究WSN中间件技术的原理和实现方式；3.基于WSN中间件技术设计并实现一种安全策略，包括身份验证、加密通信、数据完整性保护等功能；4.对所设计的安全策略进行评估和测试。
本文的目标是通过研究WSN安全中间件技术，提出一种适用于WSN的安全策略并实现其原型系统，为未来WSN应用的安全提供参考。
三、研究方法和技术路线本文将采用以下研究方法和技术路线：1.资料收集：通过调查和阅读大量文献资料，了解WSN的特点、中间件技术以及WSN安全问题解决的现状等领域内的最新研究成果。
2.理论研究：基于文献调研，分析WSN安全问题及其解决方法，研究WSN中间件技术的原理和实现方式。
3.系统设计：基于WSN中间件技术，设计一种安全策略，包括身份验证、加密通信、数据完整性保护等功能。
4.系统实现：基于设计的安全策略，实现一个原型系统，包括实现安全中间件、部署节点以及测试系统性能等。
5.评估和测试：对所设计的安全策略进行评估和测试，包括性能测试和安全性测试等。
四、研究意义和预期成果本文的研究意义和预期成果如下：1.研究WSN安全中间件技术，提出适用于WSN的安全策略，并实现其原型系统，为WSN应用的安全提供参考。
无线Mesh网络协议研究与设计的开题报告一、选题背景和意义随着无线网络技术的迅速发展和普及，无线Mesh网络在近些年来备受研究和关注。
无线Mesh网络是一种基于无线传感器网络的无线自组织网络，由节点或路由器组成的网络拓扑结构与Internet拓扑结构相似，但其自身的特点在于具备自组织、去中心化、灵活性高等特性，可以实现广泛的应用场景，如城市物联网、军事战场等。
目前，已经有很多的无线Mesh网络协议被提出和应用，但是针对特定场景下的协议仍存在不足，如性能较低、信令收敛时间过长等问题。
因此，在无线Mesh网络中，如何有效地降低能耗、提高性能以及提升协议的稳定性和可靠性是重要的研究方向。
本次选题旨在通过对无线Mesh网络协议的研究和设计，探究现有协议在实际应用中的不足之处并对其进行优化和改进，从而提高无线Mesh网络协议的性能和可靠性。
二、研究内容和可行性分析本次研究的主要内容包括无线Mesh网络协议的研究和设计，具体分为以下两个部分：1、无线Mesh网络协议研究通过对现有的无线Mesh网络协议进行学习和研究，总结其特点、优缺点及适用场景等，并结合实际应用场景从能耗、性能、稳定性等方面进行深入的分析和研究，以确定适合特定场景的无线Mesh网络协议。
2、无线Mesh网络协议的设计和实现依据前期研究和分析的结果，设计出符合特定场景要求的无线Mesh网络协议，并进行仿真和实验验证，得出实验数据，验证协议的优化效果，从而提高无线Mesh网络协议的稳定性和可靠性。
本次研究可行性分析：1、无线Mesh网络协议是当前网络领域研究的热点之一，有大量可参考的文献和实验数据可供参考，因此研究可行性较高。
2、具备相关专业背景和实验基础，拥有进行有关无线网络的研究的知识和技能。
3、现有的模拟工具平台例如OMNet++、ns3等提供了丰富的模拟场景和网络模型，可以有效地模拟和验证无线Mesh网络协议。
三、预期结果和研究价值通过本次研究，预期实现以下结果：1、对现有的无线Mesh网络协议进行分析和研究，总结出优缺点及适用场景，以明确我们要研究的目标。
ZigBee无线传感器网络的路由协议研究的开题报告1. 研究背景与意义：随着物联网技术的迅速发展，无线传感器网络（Wireless Sensor network, WSN）已经成为了一种非常适用于监测、控制、采集环境数据等领域的技术手段。
ZigBee无线传感器网络在WSN中有着广泛的应用，而路由协议作为ZigBee无线传感器网络中的关键组成部分，对于网络性能以及整个系统的稳定性具有重要影响。
因此，对ZigBee无线传感器网络的路由协议研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
2. 研究内容：本次研究将以ZigBee无线传感器网络的路由协议研究为主题，具体内容如下：（1）对ZigBee无线传感器网络的基本原理、组网结构等进行总体的介绍；（2）对目前常见的ZigBee路由协议进行研究比较，如AODV、DSDV等；（3）针对ZigBee无线传感器网络路由协议的特点，研究并提出一种适用于该网络的路由协议；（4）通过实验和仿真等方法对新提出的路由协议进行验证和评估。
3. 研究方法：本次研究将采用文献综述、实验验证和仿真评估等多种方法，具体内容如下：（1）文献综述：对相关文献进行搜集、筛选、阅读、整理和分析，对ZigBee无线传感器网络的路由协议进行详尽的了解和比较。
（2）实验验证：利用真实的ZigBee无线传感器网络设备实行相关实验，收集实验数据，分析路由协议的性能；（3）仿真评估：基于模拟软件（如NS2等），建立ZigBee无线传感器网络的仿真平台，进行路由协议的性能验证和评估。
4. 研究目标和意义：（1）研究ZigBee无线传感器网络的路由协议体系结构，分析其特点和不足之处，并提出一种能够适应该网络特点的路由协议，提高网络的性能和稳定性；（2）为ZigBee无线传感器网络的实际应用提供理论支持和技术解决方案，满足不同需求的应用场景；（3）为信息与电子工程领域相关研究提供新思路和新方法，推动无线传感器网络技术的发展。
毕业设计开题报告
计算机科学与技术
无线传感器网络路由协议研究
一、选题的背景与意义
选题背景
随着微机电系统、无线通信技术、微型传感器技术和嵌入式技术的飞速发展，集数据采集、处理及通信功能于一体的无线传感器网络开始得到广泛的研究。
网络层的路由协议是无线传感器网络研究的关键问题之一，它完成把数据分组从源节点引导到目的节点的功能。
无线传感器节点是随机分布，电池供电，绝大部分的能量消耗是集中在无线通讯模块上，约占整个传感器节点能量消耗的80%。
因此，目前提出的传感器节点通讯网络路由协议主要是围绕着减少能量消耗延长网络生命周期而进行设计的。
AOMDV多路径路由协议是无线传感器网络最重要的协议之一。
通过它可以获得多条通信路径并且能够减少路由发现延迟，实现负载均衡，能够显著节省节点能量和防止瓶颈的产生。
LEACH协议是传感器中具有负载均衡的很有用的一种协议。
LEACH协议以循环的方式随机选择蔟首节点，将整个网络的能量负载平均分配到每个传感器节点中，从而达到降低网络能源消耗、提高网络整体生存时间的目的。
这两种协议的研究对无线传感器路由协议的改进有很大帮助。
由于无线信道的广播特性，无线网络中任一节点发送的无线信号都可能被其通信范围的节点接收到。
当局部空间范围内有两个以上的节点同时发送时，就有可能在接收节点处发生信号叠加，造成冲突，以至于接收节点无法正确接收到发送的信息。
有效协调多个节点共享信道资源，避免冲突发生时无线网络面临的关键问题之一，直接影响着无线资源的使用效率、网络吞吐和时延等重要性能。
所以，媒质接入控制（MAC）协议的研究也是无线传感器网络的重要课题之一。
课题意义
无线传感器网络是当前信息领域研究的热点，路由技术是无线传感器网络通信层的核心技术。
目前，无线传感器网络路由协议研究的首要目标就是能量的高效利用，通过对网络层的路由协议的研究和分析，总结出优化的措施，同时基于NS2仿真平台对LEACH协议和AOMDV协议进行仿真和实验，在实验的基础上，对协议给予改进和优化，
设计有效的路由协议来提高通信质量、降低能量损耗、延长网络的生存时间，这是无线传感器网络的核心问题之一。
同时，在MAC层上，也有相应的协议，用于保证整个传感器网络的正常通信。
通过对S-MAC协议的理论原型的建立和仿真测试，总结出其节省能量的方法。
双管齐下，对路由协议进行研究的同时，也对MAC层协议加以分析，对提高无线传感器网络的性能有很大帮助。
二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：
1、研究的基本内容是：
(1)深入理解和掌握无线传感器网络的基本技术原理
(2)分析和研究无线传感器路由协议
①通过对实际场景进行理论分析，建立LEACH协议的理论原型。
主要通过综合考虑候选节点的地理位置、剩余能量等参数来进行网络协议的选择，从而有效地降低能量与位置不佳的节点被选为簇首的可能性，进一步保证网络内节点能量负载的均衡性，提高LEACH协议优化能量使用效率的性能。
②利用NS2平台对建立的LEACH协议的理论模型进行实际的仿真测试，并对LEACH协议中网络生命周期、存活节点个数等方面性能进行分析。
③通过对实际场景进行理论分析，建立AOMDV协议理论原型。
主要通过如何在多路径中选择最短路径以及减少太长的路径的路由信息等方面来优化AOMDV协议，以避免出现长路径路由，实现减少时延，均衡负载效果。
④利用NS2平台对建立的AOMDV协议的理论模型进行实际的仿真测试，并对LEACH协议的网络时延、路由寻找、负载均衡传输等方面性能进行分析。
(3)分析研究MAC层协议
通过对实际场景进行理论分析，建立S-MAC协议的理论原型。
针对S-MAC协议存在无法使节点的活动时间根据通信负载动态变化以及节点休眠带来的延迟问题进行研究和分析，给予改进，利用NS2平台对建立的理论原型进行实际的仿真测试，并对其性能进行分析。
2、研究拟解决的主要问题：
(1)LEACH协议：对实际场景中LEACH协议进行分析并建立理论模型，在NS2环境中搭建LEACH协议，依据仿真后的数据，分析出LEACH协议的性能。
并对LEACH 协议进行总结和分析，给予改进后仿真验证。
(2)AOMDV协议：对实际场景中AOMDV协议进行分析并建立理论模型，在NS2环境中搭建AOMDV协议，依据仿真后的数据，对其进行分析，并作出改进，然后进行
仿真验证。
(3)MAC层协议：对根据实际场景分析建立的S-MAC协议理论原型进行仿真测试，依据仿真后的数据，分析其各种能量消耗方式中节省能耗的方法，比如：空闲侦听、冲突、串音和控制开销。
三、研究的方法与技术路线：
1、研究的方法
由于本课题的独特性加上难度方面的因素，目前所能采用的主要研究方法是理论论证结合实验和建模分析的研究方式。
对于MAC层的S-MAC协议主要采用的是理论论证的方式；对于网络层的路由协议LEACH协议和AOMDV协议采用实验研究和基于模型的方式来进行深入分析。
2、技术路线
本课题中所包含的技术路线主要包括：
(1)LEACH协议的研究和改进，在NS2平台中搭建LEACH协议仿真环境（用C++语言添加或修改协议模块），并用NS2平台建立仿真拓扑（用OTCL语言编程实现），依据仿真后的数据，分析LEACH协议的性能（用awk脚本语言编程进行分析），并在gnuplot下编程显示分析结果。
(2)AOMDV协议的研究与改进，在NS2平台中搭建AOMDV协议仿真环境（用C++语言添加或修改协议模块），并用NS2平台建立仿真拓扑（用OTCL语言编程实现），依据仿真后的数据，分析AOMDV协议的性能（用awk脚本语言编程进行分析），并在gnuplot下编程显示分析结果。
(3)S-MAC协议的研究与分析，在NS2平台中搭建S-MAC协议仿真环境（用C++语言添加或修改协议模块），并用NS2平台建立仿真拓扑（用OTCL语言编程实现），依据仿真后的数据，分析S-MAC协议的性能（用awk脚本语言编程进行分析），并在gnuplot 下编程显示分析结果。
四、研究的总体安排与进度：
本课题的总体安排和进度主要可以分成以下几个方面：
1、2010年12月—2011年1月：开题阶段，主要是熟悉课题，并收集相关的资料和书籍进行阅读和领悟。
2、2011年2月—2011年3月：理论研究阶段，收集文献综述，并设计相关的理论模型。
3、2011年4月—2011年4月30，结合理论模型，设计具体的实施方案，并在仿真
环境中进行仿真实验，同时对数据进行分析和研究。
在以上基础上，提出问题，并进行相关的扩展和学习。
4、2011年5月1-5月30，对研究所得到的数据和结论进行归纳，以报告的形式进行总结，最后完成本课题的研究和学习。
五、主要参考文献：
[1]UC Berkeley,LBL,Xero研究人员.NS手册，2007.
[2] Jae Chung and Mark claypool, NS2 By example，2005.
[3]柯志亨等.NS仿真实验——多媒体和无线网络通信[M] .电子工业出版社，2009.
[4]戴世瑾，张翼德等.无线传感器网络的路由协议研究与分析[J] .计算机应用研究，
2006,23(12):294-297.
[5]孙利民.无线传感器网络[M] .清华大学出版社，2005.
[6]于宏毅，李鸥等.无线传感器网络理论、技术与实现[M].国防工业出版社，2008.
[7]张少军.无线传感器网络技术及其应用[M].中国电力出版社，2010.
[8]金光.网络技术实践教程[M] .电子工业出版社，2009.
[9]Xiaofang Li, Yingchi Mao.A Survey on Topology Control in Wireless Sensor Networks.Nanjing, China，2008.
[10]Heinzelman W R.Chandrakasan A .Balakrishnan H.An Application-Specific
Protocol for Wireless Microsensor Networks[J] .IEEE Transactions on
Wireless Communication，2002.l(4):660-670.
[11]百思论坛：/forum-440-1.html
[12]NS2 使用手册：
.tw/~smallko/ns2/ns2.htm#wireless_sensor_netwo rk
[13]通信世界网，/。
