无线传感器网络最小跳数路由算法研究的任务书.docx

无线传感器网络最小跳数路由算法研究的任务书
任务书
一、任务背景
无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,简称WSN)是由一组配备传感器、计算、通讯等功能的小型节点组成的自组织网络。它可以用于环境监测、军事侦察、智能交通、医疗护理等多个领域，具有节点数量大、能耗低、自组织、分布式处理、实时性高、容错性强等特点。由于无线传感器网络的应用场景在日常生活中的广泛应用，WSN的研究也越来越引起人们的关注。
WSN中节点之间通信不需要使用传统的有线通信，而是利用无线通信通过中继节点传输数据。由于节点电池容量有限，数据传输距离过远，或传输过程中的重传等操作都会引起节点能量消耗大量增加，导致网络能量消耗不均衡和寿命降低的问题。为解决该问题，一般采用低能耗路由算法，将数据通过最优跳跃的路径传输给最终目的地，提高能量利用效率，延长网络寿命。
二、任务目的
本任务旨在研究无线传感器网络最小跳数路由算法，并在实验室环境下模拟该算法。
三、任务内容
1.调研无线传感器网络最小跳数路由算法的研究现状，掌握其基本原理和发展方向。
2.分析无线传感器网络最小跳数路由算法的实现过程和关键技术，理解基于最小跳数路由的算法目标和优化要求。
3.设计一种基于最小跳数路由的低能耗传输协议，实现数据的高效转发，并且尽可能在保证网络连接性、延长网络寿命的基础上降低能量消耗。
4.在Omnet++仿真平台中实现所设计的智能传输协议模型，并通过模拟不同的节点数量、能量数量、传输速率、拓扑结构等实验，得出相应的能量消耗情况，最终验证算法的可行性。
五、主要技能要求
1.对无线传感器网络有一定的了解，熟悉其基本原理和实现方式，掌握Omnet++仿真平台的使用。
2.掌握基本的网络通信协议和数据结构、算法等相关知识，熟悉基于最小跳数路由算法的设计原理和实现方法。
3.具备熟练的程序编写技能，能够使用常用的编程语言进行代码实现，并充分理解其实现细节。
4.具备数据分析和算法优化的能力，能够对所得数据进行分析，提出优化方案，使算法更加高效。
六、要求及成果
1.完成模拟实验并得出有关数据，形成实验报告。实验报告需要包括以下内容：实验背景、研究目的和意义、相关工作综述、研究方法和实现、实验结果与分析、结论、参考文献等内容。报告要求不少于8000字。
2.采用PPT或视频形式，进行对所完成的算法原理、仿真模型、数据分析等的详细讲解，并提交所作的PPT或视频报告。
3.熟悉使用Git等代码管理工具，按时提交代码相关的内容。
七、预估工期
本项目预估工期为4周。
八、参考文献
[1]籍昆立,赵茁秀,赵海滨.无线传感器网络能量优化的几种路由算法研究综述[J].武汉理工大学学报,2019,41(22):116-122.
[2]曲玉苹,邓鹏飞,岳玉龙,高雷.一种基于拓扑结构的无线传感器网络节点分组优化算法[J].计算机工程与应用,2018,54(5):107-111.
[3]郭宗明,赵云清,盛继祥.无线传感器网络路由协议研究进展[J].计算机工程,2017,43(8):1-6.