無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)能路由協(xié)議研究指導(dǎo)老師：SJM論文主體結(jié)構(gòu)WSN及現(xiàn)有協(xié)議概述2仿真實(shí)驗(yàn)以及結(jié)果4課題背景及研究意義31LEACH協(xié)議及改進(jìn)型33論文總結(jié)以及展望35

課題背景及研究意義具體發(fā)展歷程傳感器無(wú)線傳感器無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)課題背景及研究意義由于無(wú)線傳感網(wǎng)在國(guó)際上被認(rèn)為是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的第二大網(wǎng)絡(luò)，美國(guó)《技術(shù)評(píng)論》雜志評(píng)出的人類未來(lái)生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的十大新興技術(shù)，傳感器網(wǎng)絡(luò)被列為第一。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點(diǎn)帶來(lái)了信息感知的一場(chǎng)變革，與通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)共同構(gòu)成信息技術(shù)的三大支柱。無(wú)線傳感器開(kāi)始廣泛應(yīng)用于人們的生活中，但是在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究中能效一直是熱點(diǎn)問(wèn)題，如何有效地節(jié)約能量值得研究人員努力。該畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)WSN的節(jié)能協(xié)議進(jìn)行了研究論文主體結(jié)構(gòu)WSN及現(xiàn)有協(xié)議概述2仿真實(shí)驗(yàn)以及結(jié)果4課題背景及研究意義31LEACH協(xié)議及改進(jìn)型33論文總結(jié)以及展望35

WSN及現(xiàn)有協(xié)議概述

傳感器節(jié)點(diǎn)散布在感知區(qū)域內(nèi)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以采集數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)傳送到sink節(jié)點(diǎn)，同時(shí)sink節(jié)點(diǎn)也可以將信息發(fā)送給傳感器節(jié)點(diǎn)各節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)直接與互聯(lián)網(wǎng)已有線的方式相連，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)任務(wù)管理節(jié)點(diǎn)（用戶）與傳感器之間的相互通信

WSN及現(xiàn)有協(xié)議概述1.軍事應(yīng)用2.環(huán)境應(yīng)用3.智能家居4.醫(yī)療健康5.其他應(yīng)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

WSN及現(xiàn)有協(xié)議概述spin能量路由GearLEACHTeen謠言路由

典型的節(jié)能路由協(xié)議

WSN及現(xiàn)有協(xié)議概述

幾種典型路由節(jié)能型協(xié)議對(duì)比表協(xié)議名稱能量路由SpinLEACH謠言路由TEENGear分類平面平面層次層次層次層次能量消耗一般一般很大很大較大較大傳輸時(shí)延一般較長(zhǎng)較小較長(zhǎng)較小一般移動(dòng)性無(wú)存在固定固定固定低速數(shù)據(jù)融合無(wú)存在存在無(wú)存在無(wú)多路徑有存在存在無(wú)存在無(wú)路徑優(yōu)化無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)存在大規(guī)模性較差一般很好很好很好很好3.3.1軟件的WSN及現(xiàn)有協(xié)議概述

便利LEACH協(xié)議特點(diǎn)限制節(jié)點(diǎn)能耗適合連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)傳到匯聚節(jié)點(diǎn)信息量少簇內(nèi)與簇間沖突少能量分布統(tǒng)一論文主體結(jié)構(gòu)WSN及現(xiàn)有協(xié)議概述2仿真實(shí)驗(yàn)以及結(jié)果4課題背景及研究意義31LEACH協(xié)議及改進(jìn)型33論文總結(jié)以及展望35

LEACH協(xié)議及改進(jìn)型

LEACH協(xié)議，全稱是“低功耗自適應(yīng)集簇分層型協(xié)議”是一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議?；贚EACH協(xié)議的算法，稱為L(zhǎng)EACH算法。該算法基本思想是：以循環(huán)的方式隨機(jī)選擇簇頭節(jié)點(diǎn)，將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能量負(fù)載平均分配到每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)中，從而達(dá)到降低網(wǎng)絡(luò)能源消耗、提高網(wǎng)絡(luò)整體生存時(shí)間的目的。仿真表明，與一般的平面多跳路由協(xié)議和靜態(tài)分層算法相比，LEACH分簇協(xié)議可以將網(wǎng)絡(luò)生命周期延長(zhǎng)15%。

LEACH協(xié)議及改進(jìn)型

LEACH協(xié)議及改進(jìn)型

LEACH協(xié)議可以很好的起到節(jié)能的效果，但是還是有很多方面的不足為此出現(xiàn)了基于剩余能量和距離的改進(jìn)型LEACH協(xié)議。通過(guò)下面公式

可以看出當(dāng)距離越大或者剩余能量越多情況下，閾值就會(huì)越小，那么節(jié)點(diǎn)被選為簇頭的幾率就越小也就更好的節(jié)約了能量。論文主體結(jié)構(gòu)WSN及現(xiàn)有協(xié)議概述2仿真實(shí)驗(yàn)以及結(jié)果4課題背景及研究意義31LEACH協(xié)議及改進(jìn)型33論文總結(jié)以及展望35

仿真試驗(yàn)以及結(jié)果

為了驗(yàn)證基于剩余能量以及距離的改進(jìn)型的LEACH算法的有效性本文采matlab作為工具，對(duì)LEACH及改進(jìn)型協(xié)議進(jìn)行了仿真右圖是仿真所需要的的一些參數(shù)，通過(guò)對(duì)比突顯出改進(jìn)型的優(yōu)越性。仿真試驗(yàn)以及結(jié)果使用上表的參數(shù)設(shè)置，通過(guò)matlab對(duì)LEACH和改進(jìn)型協(xié)議進(jìn)行了對(duì)比仿真，節(jié)點(diǎn)的分布如下圖所示

仿真試驗(yàn)以及結(jié)果仿真試驗(yàn)以及結(jié)果仿真試驗(yàn)以及結(jié)果仿真結(jié)果的分析：

改進(jìn)的算法其簇頭的選舉是按照如下公式來(lái)確定閾值，

該公式充分考慮了節(jié)點(diǎn)的剩余能量，還兼顧了節(jié)點(diǎn)到Sink節(jié)點(diǎn)的距離，這樣能夠充分保證一輪中剩余能量低的節(jié)點(diǎn)成為簇頭節(jié)點(diǎn)的概率低，并且避免了距離Sink節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)成為簇頭節(jié)點(diǎn)，從而節(jié)省了與Sink節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信的能量消耗，正是這幾點(diǎn)改進(jìn)使改進(jìn)的算法能夠有效地延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間，節(jié)約節(jié)點(diǎn)的能量。論文主體結(jié)構(gòu)WSN及現(xiàn)有協(xié)議概述2仿真實(shí)驗(yàn)以及結(jié)果4課題背景及研究意義31LEACH協(xié)議及改進(jìn)型33論文總結(jié)以及展望35

論文總結(jié)及展望

新的更好的節(jié)能協(xié)議研究