无线传感器网络跨层节能MAC路由论文.doc

基于能量度量的无线传感器网络跨层协议的研究与实现
【摘要】 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,且传感器网络的应用环境一般都比较恶劣,对传感器节点进行人为的电池更换有一定的难度。因此,高效节能就成了无线传感器网络中的研究重点。网络协议作为网络运行的基础,是无线传感器网络中的关键技术之一。高效节能是衡量一个网络协议好坏的标准之一,对无线传感器网络的高效节能网络协议的研究,在国内外取得了一定的成果,主要包括节能MAC协议和节能路由协议的研究。通信模块是无线传感器网络能量消耗的主要部分,而与通信相关的网络协议主要有MAC协议和路由协议。为了设计出高效节能的网络协议,本文主要从这两个层的协议出发,对无线传感器网络的节能协议进行研究。首先,对无线传感器网络的研究现状进行初步的了解,对现有的节能MAC协议和节能路由协议进行了理论分析,对各协议的优缺点和适用范围进行了总结。其次,对跨层优化设计的思想进行了解,分析它对无线传感器网络研究的贡献,相对分层设计的优势,以及它在无线传感器网络中的应用。再次,在理论分析的基础上,综合已有的节能协议,采用跨层优化设计的方法,设计了... 更多还原
【Abstract】 Wireless sensor network is composed of a large number of sensor nodes which are low cost, low energy consumption, small volume and have certain ability of computing and networking. The sensor node generally rely on battery power which is limited, and the application environment of sensor network is generally very harsh which is certain difficult for artificial battery replacement. For this reason, energy efficiency became the emphasis of wireless sensor network research. As the basis of the netw... 更多还原
【关键词】 无线传感器网络； 跨层； 节能； MAC； 路由；
【Key words】 Wireless sensor network； cross-layer； power saving； MAC； routing；
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目录
摘要 4-5
Abstract 5-6
引言 10-12
1 绪论 12-15
1.1 项目来源 12
1.2 研究背景和意义 12-13
1.3 研究内容 13-14
1.4 论文结构 14-15
2 无线传感器网络概述 15-22
2.1 无线传感器网络的体系结构 15-18
2.1.1 无线传感器网络的网络结构 15-16
2.1.2 无线传感器网络的节点结构 16-17
2.1.3 无线传感器网络的网络协议 17-18
2.2 无线传感器网络的特点 18-19
2.3 无线传感器网络的关键技术 19-22
3 无线传感器网络的网络协议 22-31
3.1 MAC协议分类 22-26
3.1.1 固定分配的MAC协议 22-24
3.1.2 基于竞争的MAC协议 24-26
3.2 路由协议分类 26-31
3.2.1 基于数据的路由协议 26-28
3.2.2 基于簇(cluster)的路由协议 28
3.2.3 基于地理位置的路由协议 28-29
3.2.4 基于数据流模型和服务质量要求的路由协议 29-31
4 跨层优化设计 31-35
4.1 跨层设计的思想 31-32
4.2 跨层设计的优势 32-33
4.3 无线传感器网络的跨层优化算法 33-35
5 跨层路由协议S-LEACH的设计 35-40
5.1 节能协议设计考虑因素 35
5.2 设计基础 35-36
5.3 S-LEACH算法设计 36-40
5.3.1 初始化阶段 36-39
5.3.2 稳定工作阶段 39-40
6 跨层路由协议S-LEACH的实现 40-50
6.1 软件开发平台介绍 40-42
6.2 硬件平台介绍 42-43
6.3 S-LEACH协议实现 43-50
6.3.1 总体设计 43-44
6.3.2 数据包处理 44-45
6.3.3 路由选择 45-46
6.3.4 路由维护 46-47
6.3.5 MAC收发控制 47-50
7 实验测试 50-58
7.1 协议仿真测试 50-54
7.1.1 仿真实验设计 50-52
7.1.2 仿真实验结果分析 52-54
7.2 协议应用测试 54-57
7.2.1 协议有效性测试 54-56
7.2.2 协议性能测试 56-57
7.3 小结 57-58
结论 58-59
参考文献