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无线传感器网络中跨层节能算法研究

作者：潘冬子 Publish: 2007-9-27 Hits:-

【中文题名】

无线传感器网络中跨层节能算法研究

【英文题名】

The Study on Cross-layer Energy Conserving Algorithm in Wireless Sensor Network

【学科专业】

计算机系统结构

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-9-27

【中关键词】

无线传感器网络,跨层节能算法,数据融合,生命周期,,

【英关键词】

Wireless sensor network,Cross-layer energy conserving algorithm,Data fusion,Lifetime,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化元件、部件>发送器（变换器）、传感器>传感器的应用

【论文摘要】

无线传感器网络作为传感器技术、微电子技术和无线通信技术相结合的产物,成为计算机科学领域一个活跃的研究分支,在军事和民用中开始得到广泛的应用。无线传感器网络由大量低成本、低能耗、体积小且具有一定计算能力和组网能力的传感器节点组成。传感器节点一般依靠电池供电,其能量有限并且由于工作环境等因素的限制难以更换,因此,如何高效节约能量来最大化网络生命周期是无线传感器网络设计的首要问题。目前的节能算法大都基于分层网络模型,在某一层单独设计节能算法,忽略了不同层之间的协同工作的重要性,导致其节能算法执行效率低下和资源浪费严重。无线传感器网络是一种面向应用的网络,试图设计通用的无线传感器网络通信协议是不太合适的。本文研究和实现了基于跨层调度的数据融合算法,基于跨层节能思路,在原有分层模型的基础上将MAC层和网络层协议进行统一整体设计,使得每一层都可以利用其它层的信息,能够取得更好的节能效果。基于跨层调度的数据融合算法根据建立的路由树,制定无碰撞的数据发送调度方案,为每一个数据链路分配合理的时间片,从而为每一个传感器节点设置合理的等待时间,避免了同级的兄弟传感器节点由于等待时间相同而发生碰撞,提高...

【论文题纲】

摘要	5-6
Abstract	6-11
第1章绪论	11-14
1.1 项目来源	11
1.2 研究课题的目的与意义	11-12
1.3 研究内容	12-13
1.4 本文主要工作	13
1.5 论文结构	13-14
第2章无线传感器网络的节能和数据融合算法	14-30
2.1 无线传感器网络	14-20
2.1.1 无线传感器网络的体系结构	14-15
2.1.2 无线传感器网络的特点和挑战	15-17
2.1.3 无线传感器网络的性能评价指标	17-18
2.1.4 无线传感器网络的关键技术	18-20
2.2 无线传感器网络的节能算法	20-26
2.2.1 路由协议	20-23
2.2.2 MAC 协议	23-25
2.2.3 跨层节能算法	25-26
2.3 数据融合	26-29
2.3.1 数据融合的分类	26-28
2.3.2 数据融合与路由方式	28
2.3.3 数据融合树的构造	28-29
2.4 小结	29-30
第3章基于跨层调度的数据融合算法研究	30-43
3.1 无线传感器网络的跨层节能算法	30-34
3.1.1 无线传感器网络的分层模型	30-32
3.1.2 能耗分析	32
3.1.3 采用跨层节能算法的必要性和合理性	32-33
3.1.4 跨层节能算法需要考虑的因素	33-34
3.2 多级融合同步协议及其存在的问题	34-36
3.3 网络系统模型及相关定义	36-37
3.3.1 网络系统模型	36-37
3.3.2 相关的定义	37
3.4 基于跨层调度的数据融合算法	37-38
3.5 基于跨层调度的数据融合算法实现	38-41
3.5.1 建立和重配置阶段	38-41
3.5.2 平稳调度阶段	41
3.6 小结	41-43
第4章仿真实验与性能分析	43-51
4.1 OMNET++的仿真原理	43-45
4.1.1 OMNET++简介	43
4.1.2 OMNET++的基本组件	43-45
4.1.3 OMNET++仿真的建立和运行	45
4.2 OMNET++环境下的无线传感器网络仿真	45-47
4.2.1 建立拓扑结构	45-46
4.2.2 定义节点模块	46-47
4.3 仿真结果和性能分析	47-49
4.3.1 仿真场景	47-48
4.3.2 性能评价指标	48
4.3.3 仿真结果与性能分析	48-49
4.4 小结	49-51
结论	51-53
1.本文工作总结	51
2.下一步工作展望	51-53
参考文献	53-57
致谢	57-58
附录 A (攻读硕士期间发表论文)	58

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.385648



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