無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議研究【開題報告】

1、畢業(yè)設計開題報告畢業(yè)設計開題報告計算機科學與技術計算機科學與技術無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議研究無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議研究1、選題的背景與意義選題背景隨著微機電系統(tǒng)、無線通信技術、微型傳感器技術和嵌入式技術的飛速發(fā)展，集數(shù)據(jù)采集、處理及通信功能于一體的無線傳感器網(wǎng)絡開始得到廣泛的研究。網(wǎng)絡層的路由協(xié)議是無線傳感器網(wǎng)絡研究的關鍵問題之一，它完成把數(shù)據(jù)分組從源節(jié)點引導到目的節(jié)點的功能。無線傳感器節(jié)點是隨機分布，電池供電，絕大部分的能量消耗是集中在

2、無線通訊模塊上，約占整個傳感器節(jié)點能量消耗的80%。因此，目前提出的傳感器節(jié)點通訊網(wǎng)絡路由協(xié)議主要是圍繞著減少能量消耗延長網(wǎng)絡生命周期而進行設計的。AOMDV多路徑路由協(xié)議是無線傳感器網(wǎng)絡最重要的協(xié)議之一。通過它可以獲得多條通信路徑并且能夠減少路由發(fā)現(xiàn)延遲，實現(xiàn)負載均衡，能夠顯著節(jié)省節(jié)點能量和防止瓶頸的產(chǎn)生。LEACH協(xié)議是傳感器中具有負載均衡的很有用的一種協(xié)議。LEACH協(xié)議以循環(huán)的方式隨機選擇蔟首節(jié)點，將整個網(wǎng)絡的能量負載平均分配到

3、每個傳感器節(jié)點中，從而達到降低網(wǎng)絡能源消耗、提高網(wǎng)絡整體生存時間的目的。這兩種協(xié)議的研究對無線傳感器路由協(xié)議的改進有很大幫助。由于無線信道的廣播特性，無線網(wǎng)絡中任一節(jié)點發(fā)送的無線信號都可能被其通信范圍的節(jié)點接收到。當局部空間范圍內(nèi)有兩個以上的節(jié)點同時發(fā)送時，就有可能在接收節(jié)點處發(fā)生信號疊加，造成沖突，以至于接收節(jié)點無法正確接收到發(fā)送的信息。有效協(xié)調(diào)多個節(jié)點共享信道資源，避免沖突發(fā)生時無線網(wǎng)絡面臨的關鍵問題之一，直接影響著無線資源的使用效

4、率、網(wǎng)絡吞吐和時延等重要性能。所以，媒質接入控制（MAC）協(xié)議的研究也是無線傳感器網(wǎng)絡的重要課題之一。課題意義無線傳感器網(wǎng)絡是當前信息領域研究的熱點，路由技術是無線傳感器網(wǎng)絡通信層的核心技術。目前，無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議研究的首要目標就是能量的高效利用，通過對網(wǎng)絡層的路由協(xié)議的研究和分析，總結出優(yōu)化的措施，同時基于NS2仿真平臺對LEACH協(xié)議和AOMDV協(xié)議進行仿真和實驗，在實驗的基礎上，對協(xié)議給予改進和優(yōu)化，行仿真驗證。(3)MAC

5、層協(xié)議：對根據(jù)實際場景分析建立的SMAC協(xié)議理論原型進行仿真測試，依據(jù)仿真后的數(shù)據(jù)，分析其各種能量消耗方式中節(jié)省能耗的方法，比如：空閑偵聽、沖突、串音和控制開銷。三、研究的方法與技術路線：1、研究的方法由于本課題的獨特性加上難度方面的因素，目前所能采用的主要研究方法是理論論證結合實驗和建模分析的研究方式。對于MAC層的SMAC協(xié)議主要采用的是理論論證的方式；對于網(wǎng)絡層的路由協(xié)議LEACH協(xié)議和AOMDV協(xié)議采用實驗研究和基于模型的方式來

6、進行深入分析。2、技術路線本課題中所包含的技術路線主要包括：(1)LEACH協(xié)議的研究和改進，在NS2平臺中搭建LEACH協(xié)議仿真環(huán)境（用C語言添加或修改協(xié)議模塊），并用NS2平臺建立仿真拓撲（用OTCL語言編程實現(xiàn)），依據(jù)仿真后的數(shù)據(jù)，分析LEACH協(xié)議的性能（用awk腳本語言編程進行分析），并在gnuplot下編程顯示分析結果。(2)AOMDV協(xié)議的研究與改進，在NS2平臺中搭建AOMDV協(xié)議仿真環(huán)境（用C語言添加或修改協(xié)議模塊），

7、并用NS2平臺建立仿真拓撲（用OTCL語言編程實現(xiàn)），依據(jù)仿真后的數(shù)據(jù)，分析AOMDV協(xié)議的性能（用awk腳本語言編程進行分析），并在gnuplot下編程顯示分析結果。(3)SMAC協(xié)議的研究與分析，在NS2平臺中搭建SMAC協(xié)議仿真環(huán)境（用C語言添加或修改協(xié)議模塊），并用NS2平臺建立仿真拓撲（用OTCL語言編程實現(xiàn)），依據(jù)仿真后的數(shù)據(jù)，分析SMAC協(xié)議的性能（用awk腳本語言編程進行分析），并在gnuplot下編程顯示分析結果。四、