异构无线传感器网络分簇路由机制
- 格式:pdf
- 大小:312.05 KB
- 文档页数:4
无线传感器网络层次型路由协议的研究VI 图、表清单图2.1 无线传感器网络体系结构图 (6)图2.2 传感器节点结构图 (7)图2.3 传感器节点能量消耗情况 (7)图2.4 传感器网络协议栈 (8)图2.5 无线传感器网络路由协议分类 (11)图2.6 平面拓扑结构图 (12)图2.7 Flooding“内爆”问题 (13)图2.8 Flooding“重叠”问题 (13)图2.9 SPIN数据传输示意图 (14)图2.10 DD路由机制 (14)图2.11 谣传路由原理 (15)图2.12 层次拓扑结构图 (16)图2.13 LEACH结构图 (17)图2.14 PEGASIS路由原理 (18)图2.15 HPEGASIS路由原理 (18)图3.1 LEACH操作时间分配 (22)图3.2 LEACH簇头不合理分布 (24)图3.3 改进算法的操作时间分配 (25)图3.4 定时时间与剩余能量的关系 (26)图3.5 改进算法簇头的选举及簇的形成流程图 (28)图3.6 改进算法簇间路由的建立流程图 (30)图3.7 NS2功能模块示意图 (32)图3.8 无线通信模型 (33)图3.9 场景一下两种协议存活节点数随时间的变化 (35)图3.10 场景二下两种协议存活节点数随时间的变化 (36)图4.1 环状拓扑结构示意图 (38)图4.2 CECBUC算法簇头的选举流程图 (44)图4.3 CECBUC算法簇的形成流程图 (45)图4.4 CECBUC算法簇间路由的建立流程图 (46)南京航空航天大学硕士学位论文图5.1 不同环比下存活节点数随时间的变化 (49)图5.2 不同分层下存活节点数随时间的变化 (49)图5.3 不同协议存活节点数随时间的变化 (50)表3.1 仿真场景表 (34)表3.2 网络生命周期表 (34)表5.1不同节点密度下的网络生命周期表 (51)表5.2 不同节点密度下节点的平均能耗 (51)VII承诺书本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,独立进行研究工作所取得的成果。
无线传感器网络中的自组织和自配置技术无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是由大量分布在空间中的无线传感器节点组成的网络,用于收集、处理和传输环境信息。
WSN的自组织和自配置技术是保证网络正常运行和提高性能的关键因素。
一、无线传感器网络的自组织技术自组织技术是指无线传感器网络中节点之间通过相互协作和交互来实现网络的组织和管理的技术。
在WSN中,节点通常分为两类:传感器节点和基站节点。
传感器节点负责采集环境信息并传输给基站节点,基站节点负责接收和处理传感器节点传输的数据。
一种常见的自组织技术是分簇(Clustering)。
分簇技术将节点划分为不同的簇,每个簇有一个簇头节点负责与基站节点通信。
通过簇头节点的协调和管理,可以减少节点之间的通信量,提高网络的能量效率和生命周期。
此外,分簇技术还可以提供更好的网络容错性,当某个节点失效时,其他节点可以自动调整组织结构,确保网络的正常运行。
另一种自组织技术是路由(Routing)。
路由技术是指节点之间选择合适的路径进行数据传输的过程。
在WSN中,节点之间的通信可能受到环境的限制,例如信号衰减、障碍物等。
通过路由技术,节点可以根据网络拓扑和环境条件选择最佳路径,减少能量消耗和传输延迟。
二、无线传感器网络的自配置技术自配置技术是指无线传感器网络中节点根据环境和任务需求自动调整配置参数的技术。
在WSN中,节点的配置参数包括传输功率、传输速率、工作频率等,这些参数的合理配置可以提高网络的性能和能量效率。
一种常见的自配置技术是能量管理。
能量管理技术通过优化节点的能量消耗,延长网络的生命周期。
例如,节点可以根据任务需求自动调整传输功率,减少能量消耗。
另外,节点还可以通过休眠和唤醒机制,灵活控制节点的工作状态,避免能量的浪费。
另一种自配置技术是拓扑控制。
拓扑控制技术通过调整节点之间的连接关系,优化网络的拓扑结构。
例如,节点可以根据环境变化自动选择邻居节点,建立稳定的连接。
收稿日期:2012-05-15基于分簇的无线传感器网络安全路由协议研究侯媛元1,梁京章2(广西大学电气工程学院,广西南宁530004)摘要:无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,简称WSNs)作为一种新的获取信息的方式和处理模式,已成为通信领域的研究重点。
而路由协议则是无线传感器网络当前的热点研究之一。
目前,针对较为典型的分簇式路由协议LEACH路由协议的研究,是无线传感器网络目前研究的一个热点。
介绍了无线传感器网络路由协议常见的攻击类型,并从路由安全的角度建议性的提出了一种对LEACH路由协议针对安全性的改进方案,并应用NS2仿真平台,对改进协议做了仿真并进行了性能分析。
关键词:无线传感器网络;分簇式路由协议;LEACH;路由安全Cluster-based wireless sensor networksSecure Routing ProtocolsHOU Yaun-yuan1,LIANG Jing-zhang2(Guangxi University,Electrical Engineering,Guangxi Nanning530004,China)Abstract:As a new way to get information and processing mode,the wireless sensor network(Wireless Sensor Networks,referred to as WSNs),has become the focus of communication research in the field.The routing protocol is one of the hot research of wireless sensor networks.At present,more typical of the sub-cluster routing protocol,routing protocol LEACH is a wireless sensor network is currently a hot research topic.Recommendations from the perspective of routing security of a routing protocol LEACH for security improvement program,and apply the NS2 simulation platform,simulation and performance analysis for improving the agreement.Keywords:wireless sensor networks;sub-cluster routing protocol;LEACH;routing security路由协议属于通信协议簇的底层协议,决定通信流量在网络上的分布,并极大地影响了网络的生存时间。
无线传感器网络无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,简称WSN)指采用无线通信技术将大量分布式的无线传感器节点进行网络互联,并通过节点之间的协同工作实现对环境信息的采集、处理、传输和应用的一种网络系统。
它具有低成本、低功耗、分布式、自组织等特点,在环境监测、智能交通、物流管理等领域有着广泛的应用前景。
一、无线传感器网络的概念与组成无线传感器网络是由大量的无线传感器节点组成的分布式网络系统。
每个节点都具有感知环境、处理数据和进行通信的能力,可以通过无线通信方式与其他节点进行数据交换和协同工作。
节点之间通过无线信道进行数据传输,形成了一个覆盖范围广、布局灵活的网络。
无线传感器网络的组成主要包括以下几个要素:1. 无线传感器节点:每个节点包含感知器、处理器、无线通信模块和电源等组件。
它们能够感知环境中的各种物理量,如温度、湿度、压力等,并将采集到的数据进行处理和传输。
2. 网络拓扑结构:是指无线传感器节点之间的连接方式。
常见的拓扑结构有星型、多跳、分簇等,不同的拓扑结构适用于不同的应用场景和需求。
3. 路由协议:用于节点之间的数据传输和通信,实现节点之间的协作和信息交换。
常见的路由协议有LEACH、TBRPF等,选择合适的路由协议对于网络性能和能耗有着重要的影响。
4. 数据处理与存储:无线传感器网络中的节点通常会对采集到的数据进行处理和存储,以便后续分析和应用。
节点可以通过数据压缩、聚合等方式减少数据的传输量,并采用存储技术将数据保存在本地或云端。
二、无线传感器网络的应用领域无线传感器网络在许多领域都有着广泛的应用,下面列举了一些典型的应用领域:1. 环境监测:无线传感器网络可以用于实时监测环境中的温度、湿度、气体浓度等参数,对环境变化进行监测和预警。
这在农业、气象、能源等领域都有着重要的应用价值。
2. 智能交通:无线传感器网络可以用于交通状况的实时监测和智能调度,提高交通效率和安全性。