基于无线传感器网络的低功耗信息收集机制研究.docx

理工大学学士学位论文58摘要无线传感器网络是计算机科学技术的一个新的研究领域是传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术相结合的产物。路由技术对无线传感器网络的生命周期有着至关重要的影响。能量有限性是无线传感器网络的最重要的特性在网络路由算法中也是优先考虑的一个主要因素。分簇路由具有拓扑管理方便、能量利用高效、数据融合简单等优点已成为当前路由技术一个十分重要的研究方向。本文对现有的无线传感器网络路由协议进行了分类和比较研究然后有针对性地选择了典型的分簇式路由协议LEACH协议作为研究对象。LEACH协议使用了自适应成簇技术和簇头节点的轮换技术。它将所有节点分为若干簇使用簇头节点的轮换技术使每个簇随机选举一个簇头。簇形成后系统进入稳定工作阶段开始信息的收集和传递。分簇的方式可以优化资源分配提高能量使用效率。论文最后采用MATLAB软件对LEACH协议的网络生存时间进行了研究和仿真实验结果表明算法具有较好的节能性和可扩展性。关键词：无线传感器网络；LEACH路由协议；MATLAB仿真AbstractRoutingtechnologyisvitaltothelifecycleofwirelesssensornetwork.Oneimportantfeatureofwirelesssensornetworksisthattheenergyislimited.ThisfeatureisconsideredtobethemainelementinroutingalgorithmofWSN.Asanactivebranchofroutingtechnologycluster-basedroutingprotocolshavemanyadvantagessuchasnetworktopologymanagementenergyminimizationdataaggregationandsoonwhichhasbecomeaveryimportantroutingtechnologyresearch.TheLEACHprotocolusestheadaptiveclusteringandclusterheadnoderotationtechnique.Itwillbeallthenodesaredividedintoseveralclusterstheclusterheadnodesrotationtechnologyenableseachclusterrandomelectaclusterhead.Aftertheformationofclustersystementeredintoastablestageinformationcollectionandtransmission.Theclusteringmethodcanoptimizetheallocationofresourcesimproveenergyuseefficiency.FinallyusingMATLABsoftwareontheLEACHprotocolnetworksurvivaltimewasstudiedandthesimulationexperimentalresultsshowthatthealgorithmhasbetterenergysavingandextendedpropertiesKeywords：WSN；LEACHroutingprotocols；MATLABSimulation目录1绪论11.1课题研究背景与意义11.2国内外研究现状21.3本文研究内容与结构32无线传感器网络概述42.1无线传感器网络基本概念42.1.1无线传感器网络体系结构42.1.2传感器网络的特征42.2无线传感器网络的应用52.3无线传感器的关键技术83无线传感器网络路由协议113.1无线传感器网络路由协议概述113.2无线传感器网络路由协议分类123.3无线传感器网络路由协议的特点及设计要求133.4无线传感器网络路由的典型协议154LEACH算法协议244.1LEACH协议工作原理244.1.1簇的构建阶段254.1.2稳定工作阶段274.2LEACH协议的能量传输模型284.3LEACH算法的仿真294.3.1LEACH算法的仿真模